CN104316209B - 航空发动机进口温度测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空发动机进口温度测量装置,其包括设置在航空发动机上的热电偶,热电偶输出端与接线盒输入端相连接;接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接;信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接;数据采集卡的输出端与核心控制器的输入端相连接。在信号调理模块中,利用两个只能测量正电压的隔离传感器替代一个能同时测正负电压的隔离传感器,解决了同时测正负电压的隔离传感器测量精度偏低的问题,显著地提高了测量精度,保证了测量结果的准确性。本发明同时公开了一种航空发动机进口温度测量装置的测量方法。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域,特别是涉及一种航空发动机进口温度测量装置及其测量方法,具体说就是在地面试车过程中,通过实时测量航空发动机进口温度,进而监控航空发动机工作状态。
背景技术
航空发动机进口温度是监控其工作状态的重要参数,通常地面检查时都需要测量这个温度,同时需要保证有较高的测量精度。目前,各种类型航空发动机基本上在其进口都装有测温用热电偶,热电偶测得的热电势通过温度补偿导线连接到接线盒并输出。由于热电偶测得的热电势都是毫伏级电压信号,大概0.04mV对应1℃,所以测量精度很难保证,尤其是对于航空发动机进口温度,测量精度就更难保证,这是因为测量航空发动机进口温度,通常利用温度补偿导线从接线盒输出端引出信号,并连接到电压隔离传感器。加装电压隔离传感器的目的:一是将被测信号成比例的进行线性转化,二是采用隔离的方法保证航空发动机的安全,同时隔断外界的共模电压和串引进来的电磁干扰。由于航空发动机进口测量温度范围大体在-77℃~207℃之间,所以测得热电势既可能为正也可能为负,这就要求加装的电压隔离传感器的测量范围需要能够同时测量正负电压。如图3(a)所示,现有技术是利用温度补偿导线从接线盒输出端引出信号,并连接到能够同时测正负电压的一号电压隔离传感器1。通过实际使用发现,对于同时测正负电压的一号电压隔离传感器1,型号为WBV151S07-1,输入电压-15mV~15mV,输出电压-5V~5V,输入输出呈线性关系,输入阻抗大于1MΩ,但由于它可以同时测正负电压这一特性,导致传感器零点极其不稳定,测量结果精度偏低,只能够达到0.2%,无法满足精度要求,采用减零点和拟合等多种方法效果均不理想。
发明内容
为了解决同时测正负电压隔离传感器,零点极其不稳定,进而影响航空发动机进口温度测量精度这一问题,本发明提供一种航空发动机进口温度测量装置及其测量方法,弥补了同时测正负电压隔离传感器零点不稳定的缺陷。
为了实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
提供一种航空发动机进口温度测量装置,包括热电偶、接线盒、信号调理模块、冷端温度补偿模块、数据采集卡、控制器、EL显示屏、供电电源,热电偶设置在航空发动机上,热电偶通过温度补偿导线与接线盒相连接,接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接,信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接,数据采集卡与核心控制器双向连接,控制器输出端与显示屏相连接;所述信号调理模块包括二号电压隔离传感器2、三号电压隔离传感器3、一号RC低通滤波器4、二号RC低通滤波器5、一号电压跟随器和二号电压跟随器,接线盒的输出端通过温度补偿导线分别与二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3相连接,且温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器2正接,与三号电压隔离传感器3反接,二号电压隔离传感器2的输出端与一号RC低通滤波器4连接,三号电压隔离传感器3的输出端与二号RC低通滤波器5连接,一号RC低通滤波器4输出端接一号电压跟随器输入端,二号RC低通滤波器5输出端接二号电压跟随器输入端;一号电压跟随器的输出端与数据采集卡连接,二号电压跟随器的输出端与数据采集卡相连接。
一种航空发动机进口温度测量装置的进一步改进方案,所述信号调理模块的具体电路连接关系为:二号电压隔离传感器2的第1引脚和三号电压隔离传感器3的第1引脚与+12V电压相连接,二号电压隔离传感器2的第2引脚和三号电压隔离传感器3的第2引脚与GND相连接;接线盒正输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器2的第5引脚相连接,与三号电压隔离传感器3的第4引脚相连接;接线盒负输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器2的第4引脚相连接,与三号电压隔离传感器3的第5引脚相连接;二号电压隔离传感器2的输出端第3引脚与一号RC低通滤波器4的电阻R1一端相连接,电阻R1的另一端与电容C1的一端和一号RC低通滤波器4输出端相连接,电容C1的另一端与GND相连接;三号电压隔离传感器3的输出端第3引脚与二号RC低通滤波器5的电阻R2一端相连接,电阻R2另一端与电容C2的一端和二号RC低通滤波器5输出端相连接,电容C2的另一端与GND相连接。一号RC低通滤波器4输出端接一号OP07运算放大器6组成的一号电压跟随器输入端第3引脚,二号RC低通滤波器5输出端接二号OP07运算放大器7组成的二号电压跟随器输入端第3引脚;一号OP07运算放大器6的第7引脚和二号OP07运算放大器7的第7引脚与+12V相连接,一号OP07运算放大器6的第4引脚和二号OP07运算放大器7的第4引脚与-12V相连接;一号OP07运算放大器6的第6引脚和第2引脚短接,二号OP07运算放大器7的第6引脚和第2引脚短接;一号OP07运算放大器6的输出端第6引脚与数据采集卡第1引脚相连接,二号OP07运算放大器7的输出端第6引脚与数据采集卡第2脚相连接。
一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案,所述冷端温度补偿模块包括AD590集成温度传感器8和三号电压跟随器,AD590集成温度传感器8的输出端与电压跟随器输入端连接,三号电压跟随器输出端与数据采集卡连接。
一种航空发动机进口温度测量装置的进一步改进方案,所述冷端温度补偿模块的具体电路连接关系为:AD590集成温度传感器8的第1脚与+12V相连接;AD590集成温度传感器8的第2脚与电阻R3一端相连接,电阻R3的另一端与GND相连接;AD590集成温度传感器8的输出端第2脚与三号OP07运算放大器(9)组成的三号电压跟随器输入端第3引脚相连接,三号OP07运算放大器9的第7引脚与+12V相连接,三号OP07运算放大器9的第4引脚与-12V相连接;三号OP07运算放大器9的第6引脚和第2引脚短接,三号OP07运算放大器9输出端的第6引脚与数据采集卡第3引脚相连接。
一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案,所述控制器选用PC104总线的嵌入式工业计算机,完成对数据的运算、分析、处理并以适当形式显示测量结果;所述数据采集卡选用PM511PU多功能数据采集卡。
一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案,所述二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3选用WBV342S01-1电量隔离传感器。
一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案,所述热电偶安装在航空发动机进口,其工作温度范围为-77℃~207℃。
本发明选用精度较高的二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3代替精度较低的一号电压隔离传感器1,具体做法是温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器2正接,与三号电压隔离传感器3反接,当温度补偿导线两端为正电压时,二号电压隔离传感器2正常工作,而三号电压隔离传感器3反接输入电压为负,不能正常工作,所以二号电压隔离传感器2输出电压为测量电压;当温度补偿导线两端为负电压时,由于二号电压隔离传感器2输入电压为负,不能正常工作,而温度补偿导线与三号电压隔离传感器3反接,所以三号电压隔离传感器3输入为正电压,可以正常工作,由于是反接,所以三号电压隔离传感器3输出电压的相反数为测量电压。对于只能测量正电压的二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3,型号为WBV342S01-1,输入电压0~15mV,输出电压0~5V,输入输出呈线性关系,输入阻抗大于1MΩ,当接入正电压时,零点非常稳定,测量精度高,能够达到0.1%;当接入负电压时,传感器输出一个没有规律的负电压,但不会对传感器造成伤害,能够使测量结果满足精度要求。这样无论温度补偿导线两端是正电压还是负电压,都可以通过精度较高的二号电压隔离传感器2或三号电压隔离传感器3进行测量,解决了现有技术由于采用一个能够同时测正负电压的一号电压隔离传感器1所导致的测量精度偏低的问题。
本发明同时提供一种航空发动机进口温度测量装置的测量方法,包括如下步骤:
步骤一:运行系统,通过初始化、数据采集、A/D转换得到二号电压隔离传感器输出电压value[0],三号电压隔离传感器输出电压value[1],AD590集成温度传感器输出电压value[2];
步骤二:比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,根据比较结果判断出正常工作的电压隔离传感器,并根据电压隔离传感器输入输出之间的线性关系计算正常工作的电压隔离传感器的输入端热电势Uu;
步骤三:根据AD590集成温度传感器测温原理,计算出冷端温度T0,T0=value[2]/R3+273.2;
步骤四:依据热电偶分度表,利用线性差值的方法将冷端温度T0换算成冷端热电势U0;
步骤五:计算热电偶测温回路的总热电势U,热电偶测温回路的总热电势的值为经过所述步骤二计算出的正常工作的电压隔离传感器的输入端热电势Uu与所述步骤四计算出的冷端热电势U0之和,即U=Uu+U0;
步骤六:根据热电偶分度表,利用线性差值的方法将经过所述步骤五计算出的热电偶测温回路的总热电势U换算成温度值T,温度值T就是最终得到的航空发动机进口温度值。
所述的一种航空发动机进口温度测量装置的测量方法,其步骤二具体包括以下步骤:
1)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]>value[1],说明二号电压隔离传感器正常工作,二号电压隔离传感器输出电压value[0]为所要测量的电压信号,根据二号电压隔离传感器输入输出之间的线性关系,计算出二号电压隔离传感器输入端的热电势U1=value[0]*3/1000,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U1=value[0]*3/1000;
2)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]<value[1],说明三号电压隔离传感器正常工作,由于三号电压隔离传感器输入端反接,所以-value[1]为所要测量的电压信号,根据三号电压隔离传感器输入输出之间的线性关系,三号电压隔离传感器输入端的热电势U2=-value[1]*3/1000,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U2=-value[1]*3/1000;
3)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]=value[1],说明二号电压隔离传感器和三号电压隔离传感器都正常工作,value[0]=value[1]=0,二号电压隔离传感器和三号电压隔离传感器输入端的热电势U1=U2=0,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U1=U2=0。
与现有技术相比,本发明的有益效果是通过软硬件相结合,利用两个只能测量正电压的电压隔离传感器,替代一个能同时测正负电压的电压隔离传感器,解决其零点极其不稳定的问题,从而有效地提高了整个装置的测量精度,得到了准确性高的航空发动机进口温度值。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明测量装置的整体结构框图。
图2是本发明测量装置的电路原理图。
图3(a)是现有技术接线盒与电压隔离传感器连接电路结构原理图。
图3(b)是本发明信号调理模块电路结构原理图。
图4是本发明测量方法的流程框图。
其中1.一号电压隔离传感器,2.二号电压隔离传感器,3.三号电压隔离传感器,4.一号RC低通滤波器,5.二号RC低通滤波器,6.一号OP07运算放大器,7.二号OP07运算放大器,8.AD590集成温度传感器,9.三号OP07运算放大器。
具体实施方式
如图1所示,一种航空发动机进口温度测量装置,包括热电偶、接线盒、信号调理模块、冷端温度补偿模块、数据采集卡、控制器、EL显示屏、供电电源,热电偶设置在航空发动机上,热电偶输出端与接线盒输入端相连接;接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接;信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接;数据采集卡与核心控制器双向连接;核心控制器输出端与显示屏相连接。
如图2所示,所述的航空发动机进口温度测量装置的具体电路连接关系为:
所述信号调理模块包括二号电压隔离传感器2、三号电压隔离传感器3、一号RC低通滤波器4、二号RC低通滤波器5、一号电压跟随器和二号电压跟随器;热电偶通过温度补偿导线与接线盒相连接,接线盒的输出端通过温度补偿导线分别与二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3相连接,温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器2正接,与三号电压隔离传感器3反接;二号电压隔离传感器2的第1引脚和三号电压隔离传感器3的第1引脚与+12V电压相连接,二号电压隔离传感器2的第2引脚和三号电压隔离传感器3的第2引脚与GND相连接;接线盒正输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器2的第5引脚相连接,与三号电压隔离传感器3的第4引脚相连接;接线盒负输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器2的第4引脚相连接,与三号电压隔离传感器3的第5引脚相连接;二号电压隔离传感器2的输出端第3引脚与一号RC低通滤波器4的电阻R1一端相连接,电阻R1的另一端与电容C1的一端和一号RC低通滤波器4输出端相连接,电容C1的另一端与GND相连接;三号电压隔离传感器3的输出端第3引脚与二号RC低通滤波器5的电阻R2一端相连接,电阻R2另一端与电容C2的一端和二号RC低通滤波器5输出端相连接,电容C2的另一端与GND相连接。一号RC低通滤波器4输出端接一号OP07运算放大器6组成的一号电压跟随器输入端第3引脚,二号RC低通滤波器5输出端接二号OP07运算放大器7组成的二号电压跟随器输入端第3引脚;一号OP07运算放大器6的第7引脚和二号OP07运算放大器7的第7引脚与+12V相连接,一号OP07运算放大器6的第4引脚和二号OP07运算放大器7的第4引脚与-12V相连接;一号OP07运算放大器6的第6引脚和第2引脚短接,二号OP07运算放大器7的第6引脚和第2引脚短接;一号OP07运算放大器6的输出端第6引脚与数据采集卡第1引脚相连接,二号OP07运算放大器7的输出端第6引脚与数据采集卡第2脚相连接。
所述冷端温度补偿模块包括AD590集成温度传感器8和三号电压跟随器;AD590集成温度传感器8的第1脚与+12V相连接;AD590集成温度传感器8的第2脚与电阻R3一端相连接,电阻R3的另一端与GND相连接;AD590集成温度传感器8的输出端第2脚与三号OP07运算放大器(9)组成的三号电压跟随器输入端第3引脚相连接,三号OP07运算放大器9的第7引脚与+12V相连接,三号OP07运算放大器9的第4引脚与-12V相连接;三号OP07运算放大器9的第6引脚和第2引脚短接,三号OP07运算放大器9输出端的第6引脚与数据采集卡第3引脚相连接。
所述的控制器选用的是PC104总线的嵌入式工业计算机,完成对数据的运算、分析、处理并以适当形式显示测量结果;所述的数据采集卡选用的是PM511PU多功能数据采集卡,具有16路A/D转换通道,输入信号范围-5V~5V,输入精度12BIT;所述的显示屏选用的是功耗低、速度快、体积小和接口简单的EL显示屏。
所述的二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3选用的是WBV342S01-1电量隔离传感器,该传感器输入信号与输出信号严格成正比并且隔离,额定环境温度-40℃~55℃,工作电压+12V,输入电压0~15mV,输出电压0~5V,输入阻抗大于1MΩ,精度能够达到0.1%。
所述的AD590集成温度传感器8是电流输出型温度传感器的典型产品,具有线性度好、灵敏度高、体积小、稳定性好、输出信号大且规范化等优点,温度系数为1μA/K,在温度为25℃时输出298.2μA电流。
热电偶是航空发动机附件,其安装在航空发动机进口,热电偶测得信号通过接线盒输出,工作温度范围为-77℃~207℃。
为了能够使测量结果满足精度要求,本发明选用精度较高的二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3代替精度较低的一号电压隔离传感器1,如图3(b)所示,具体做法是温度补偿导线输入端同时与二号电压隔离传感器2正接,与三号电压隔离传感器3反接,当温度补偿导线两端为正电压时,二号电压隔离传感器2正常工作,而三号电压隔离传感器3反接输入电压为负,不能正常工作,所以二号电压隔离传感器2输出电压为测量电压;当温度补偿导线两端为负电压时,由于二号电压隔离传感器2输入电压为负,不能正常工作,而温度补偿导线与三号电压隔离传感器3反接,所以三号电压隔离传感器3输入为正电压,可以正常工作,由于是反接,所以三号电压隔离传感器3输出电压的相反数为测量电压。这样无论温度补偿导线两端是正电压还是负电压,都可以通过精度较高的二号电压隔离传感器2或三号电压隔离传感器3进行测量。
如图4所示,一种航空发动机进口温度测量装置的测量方法,包括如下步骤:
步骤一:运行系统,通过初始化、数据采集、A/D转换得到二号电压隔离传感器输出电压value[0],三号电压隔离传感器输出电压value[1],AD590集成温度传感器输出电压value[2]。
步骤二:比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,根据比较结果判断出正常工作的电压隔离传感器,并根据电压隔离传感器输入输出之间的线性关系计算正常工作的电压隔离传感器的输入端热电势Uu。
所述步骤二具体包括以下步骤:
1)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]>value[1],说明二号电压隔离传感器正常工作,二号电压隔离传感器输出电压value[0]为所要测量的电压信号,根据二号电压隔离传感器输入输出之间的线性关系,计算出二号电压隔离传感器输入端的热电势U1=value[0]*3/1000,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U1=value[0]*3/1000;
2)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]<value[1],说明三号电压隔离传感器正常工作,由于三号电压隔离传感器输入端反接,所以-value[1]为所要测量的电压信号,根据三号电压隔离传感器输入输出之间的线性关系,三号电压隔离传感器输入端的热电势U2=-value[1]*3/1000,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U2=-value[1]*3/1000;
3)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]=value[1],说明二号电压隔离传感器和三号电压隔离传感器都正常工作,value[0]=value[1]=0,二号电压隔离传感器和三号电压隔离传感器输入端的热电势U1=U2=0,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U1=U2=0。
步骤三:根据AD590集成温度传感器测温原理,计算出冷端温度T0,T0=value[2]/R3+273.2;
步骤四:依据热电偶分度表,利用线性差值的方法将冷端温度T0换算成冷端热电势U0;
步骤五:计算热电偶测温回路的总热电势U,热电偶测温回路的总热电势的值为经过所述步骤二计算出的正常工作的电压隔离传感器的输入端热电势Uu与所述步骤四计算出的冷端热电势U0之和,即U=Uu+U0;
步骤六:根据热电偶分度表,利用线性差值的方法将经过所述步骤五计算出的热电偶测温回路的总热电势U换算成温度值T,温度值T就是最终得到的航空发动机进口温度值。
Claims (9)
1.一种航空发动机进口温度测量装置,包括热电偶、接线盒、信号调理模块、冷端温度补偿模块、数据采集卡、控制器、EL显示屏、供电电源,热电偶设置在航空发动机上,热电偶通过温度补偿导线与接线盒相连接,接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接,信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接,数据采集卡与控制器双向连接,控制器输出端与显示屏相连接;所述信号调理模块包括二号电压隔离传感器(2)、三号电压隔离传感器(3)、一号RC低通滤波器(4)、二号RC低通滤波器(5)、一号电压跟随器和二号电压跟随器,接线盒的输出端通过温度补偿导线分别与二号电压隔离传感器(2)和三号电压隔离传感器(3)相连接,且温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器(2)正接,与三号电压隔离传感器(3)反接,二号电压隔离传感器(2)的输出端与一号RC低通滤波器(4)连接,三号电压隔离传感器(3)的输出端与二号RC低通滤波器(5)连接,一号RC低通滤波器(4)输出端接一号电压跟随器输入端,二号RC低通滤波器(5)输出端接二号电压跟随器输入端;一号电压跟随器的输出端与数据采集卡连接,二号电压跟随器的输出端与数据采集卡相连接。
2.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置,其特征在于,所述信号调理模块的具体电路连接关系为:二号电压隔离传感器(2)的第1引脚和三号电压隔离传感器(3)的第1引脚与+12V电压相连接,二号电压隔离传感器(2)的第2引脚和三号电压隔离传感器(3)的第2引脚与GND相连接;接线盒正输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器(2)的第5引脚相连接,与三号电压隔离传感器(3)的第4引脚相连接;接线盒负输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器(2)的第4引脚相连接,与三号电压隔离传感器(3)的第5引脚相连接;二号电压隔离传感器(2)的输出端第3引脚与一号RC低通滤波器(4)的电阻R1一端相连接,电阻R1的另一端与电容C1的一端和一号RC低通滤波器(4)输出端相连接,电容C1的另一端与GND相连接;三号电压隔离传感器(3)的输出端第3引脚与二号RC低通滤波器(5)的电阻R2一端相连接,电阻R2另一端与电容C2的一端和二号RC低通滤波器(5)输出端相连接,电容C2的另一端与GND相连接;一号RC低通滤波器(4)输出端接一号OP07运算放大器(6)组成的一号电压跟随器输入端第3引脚,二号RC低通滤波器(5)输出端接二号OP07运算放大器(7)组成的二号电压跟随器输入端第3引脚;一号OP07运算放大器(6)的第7引脚和二号OP07运算放大器(7)的第7引脚与+12V相连接,一号OP07运算放大器(6)的第4引脚和二号OP07运算放大器(7)的第4引脚与-12V相连接;一号OP07运算放大器(6)的第6引脚和第2引脚短接,二号OP07运算放大器(7)的第6引脚和第2引脚短接;一号OP07运算放大器(6)的输出端第6引脚与数据采集卡第1引脚相连接,二号OP07运算放大器(7)的输出端第6引脚与数据采集卡第2脚相连接。
3.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置,其特征在于,所述冷端温度补偿模块包括AD590集成温度传感器(8)和三号电压跟随器,AD590集成温度传感器(8)的输出端与三号电压跟随器输入端连接,三号电压跟随器输出端与数据采集卡连接。
4.按照权利要求3所述的一种航空发动机进口温度测量装置,其特征在于,所述冷端温度补偿模块的具体电路连接关系为:AD590集成温度传感器(8)的第1脚与+12V相连接;AD590集成温度传感器(8)的第2脚与电阻R3一端相连接,电阻R3的另一端与GND相连接;AD590集成温度传感器(8)的输出端第2脚与三号OP07运算放大器(9)组成的三号电压跟随器输入端第3引脚相连接,三号OP07运算放大器(9)的第7引脚与+12V相连接,三号OP07运算放大器(9)的第4引脚与-12V相连接;三号OP07运算放大器(9)的第6引脚和第2引脚短接,三号OP07运算放大器(9)输出端的第6引脚与数据采集卡第3引脚相连接。
5.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置,其特征在于,所述控制器选用PC104总线的嵌入式工业计算机,完成对数据的运算、分析、处理并以适当形式显示测量结果;所述数据采集卡选用PM511PU多功能数据采集卡。
6.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置,其特征在于,所述二号电压隔离传感器(2)和三号电压隔离传感器(3)选用WBV342S01-1电量隔离传感器。
7.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置,其特征在于,所述热电偶安装在航空发动机进口,其工作温度范围为-77℃~207℃。
8.一种如权利要求1-7任一所述的航空发动机进口温度测量装置的测量方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:运行系统,通过初始化、数据采集、A/D转换得到二号电压隔离传感器输出电压value[0],三号电压隔离传感器输出电压value[1],AD590集成温度传感器输出电压value[2];
步骤二:比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,根据比较结果判断出正常工作的电压隔离传感器,并根据电压隔离传感器输入输出之间的线性关系计算正常工作的电压隔离传感器的输入端热电势Uu;
步骤三:根据AD590集成温度传感器测温原理,计算出冷端温度T0,T0=value[2]/R3+273.2;
步骤四:依据热电偶分度表,利用线性差值的方法将冷端温度T0换算成冷端热电势U0;
步骤五:计算热电偶测温回路的总热电势U,热电偶测温回路的总热电势的值为经过所述步骤二计算出的正常工作的电压隔离传感器的输入端热电势Uu与所述步骤四计算出的冷端热电势U0之和,即U=Uu+U0;
步骤六:根据热电偶分度表,利用线性差值的方法将经过所述步骤五计算出的热电偶测温回路的总热电势U换算成温度值T,温度值T就是最终得到的航空发动机进口温度值。
9.按照权利要求8所述的一种航空发动机进口温度测量装置的测量方法,其特征在于,所述步骤二具体包括以下步骤:
1)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]>value[1],说明二号电压隔离传感器正常工作,二号电压隔离传感器输出电压value[0]为所要测量的电压信号,根据二号电压隔离传感器输入输出之间的线性关系,计算出二号电压隔离传感器输入端的热电势U1=value[0]*3/1000,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U1=value[0]*3/1000;
2)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]<value[1],说明三号电压隔离传感器正常工作,由于三号电压隔离传感器输入端反接,所以-value[1]为所要测量的电压信号,根据三号电压隔离传感器输入输出之间的线性关系,三号电压隔离传感器输入端的热电势U2=-value[1]*3/1000,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U2=-value[1]*3/1000;
3)比较经过所述步骤一得到的二号电压隔离传感器输出电压value[0]和三号电压隔离传感器输出电压value[1]的大小,如果value[0]=value[1],说明二号电压隔离传感器和三号电压隔离传感器都正常工作,value[0]=value[1]=0,二号电压隔离传感器和三号电压隔离传感器输入端的热电势U1=U2=0,即正常工作的电压隔离传感器的输入端的热电势Uu=U1=U2=0。
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