CN105424118B - 一种发动机燃油流量测量方法及其系统 - Google Patents

一种发动机燃油流量测量方法及其系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105424118B
CN105424118B CN201510926202.3A CN201510926202A CN105424118B CN 105424118 B CN105424118 B CN 105424118B CN 201510926202 A CN201510926202 A CN 201510926202A CN 105424118 B CN105424118 B CN 105424118B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel flow
signal
comparator
aero
engine fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510926202.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105424118A (zh
Inventor
喻鸣
毛宁
赵建平
郝建
于正同
杨帆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC filed Critical Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Priority to CN201510926202.3A priority Critical patent/CN105424118B/zh
Publication of CN105424118A publication Critical patent/CN105424118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105424118B publication Critical patent/CN105424118B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F9/00—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine
    • G01F9/001—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine with electric, electro-mechanic or electronic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus

Abstract

本发明提供一种发动机燃油流量测量方法及其系统，主要解决航空发动机燃油流量信号精度、重复性和可靠性差的问题。本发明利用低通滤波器和饱和放大器对燃油流量传感器输出START和STOP信号进行部分饱和放大滤波，通过采用全正滞回比较器将信号转换为方波信号，并消除传感器中的部分干扰信号，处理后的START和STOP方波信号进入可编程逻辑器件，并计算出两信号时间差和燃油流量。本发明具有对燃油流量测量精度高、稳定性高、重复性好和可靠性高的优点，可用于航空发动机燃油流量计算。

Description

一种发动机燃油流量测量方法及其系统
技术领域
本发明属于航空发动机测试技术领域，具体的说是一种燃油流量测量方法及其系统实现，用于在发动机控制和发动机试车中对燃油流量的测量。
背景技术
在航空发动机设计中，燃油流量测量非常重要，飞机的飞行距离计算、发动机燃油控制都与之相关联。燃油流量是发动机控制的主要控制量，是评定发动机稳态性能的主要参数，传统的燃油流量测量方法存在流量测试波动大，测量精度受电子元器件参数影响明显等缺点。
发明内容
为了避免现有技术测量精度受电子元器件参数影响明显、流量测试波动大和动态响应慢的问题，本发明提出一种新的燃油流量测量方法及其系统实现方案。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
该发动机燃油流量测量方法针对燃油流量传感器输出的启动(START)信号和停止(STOP)信号分为两路信号处理，均进行低通滤波、再经饱和放大电路进行模拟放大，然后经滞回比较电路输出方波信号，并保证方波信号中的抖动和毛刺得到滤除；最后计算这两路方波信号的时间差，该时间差即与燃油流量成正比。
其中，计算两路方波信号的时间差采用高频填充方法。
本发明的发动机燃油流量测量系统，包括针对燃油流量传感器输出的启动(START)信号和停止(STOP)信号建立的两路信号处理电路和用于计算两路信号处理电路输出信号时间差的可编程逻辑器件；每一路信号处理电路包括依次设置的低通滤波器、饱和放大电路以及滞回比较电路，其中滞回比较电路采用滞回电压全为正的滞回比较器。
上述饱和放大电路的放大倍数由燃油流量传感器测量流量范围内最小输出电压幅值决定。
上述滞回比较器的正向滞回电压和负向滞回电压由燃油流量传感器输出信号经过饱和放大后的零点附近毛刺幅值决定。
上述可编程逻辑器件中对信号下降沿之间采用内部时钟进行高频填充。
本发明具有以下优点：
提高了燃油流量测量精度、稳定性高、重复性和可靠性。
采用饱和放大电路进行信号放大，既不影响最终测量精度又放大了模拟信号的幅值，并消除了信号中的高频干扰信号；
选用全正滞回比较电路，滞回电压全为正(即正向滞回电压和负向滞回电压全为正)，信号中的抖动和毛刺已被滤除，如果使用常规的滞回比较器，则有可能造成信号经过比较器没有低电平的严重错误。
附图说明
图1是本发明一种航空发动机燃油流量处理方法的功能原理框图；
图2是低通滤波电路硬件原理图；
图3是饱和放大电路硬件原理图；
其中，A-放大器
图4是全正滞回比较电路硬件原理图；
其中，B-比较器
图5是可编程逻辑器件中计算处理原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
如图1至图4所示，本发明的硬件系统主要包括低通滤波电路、饱和放大电路和全正滞回比较电路。
低通滤波电路对输入的电压信号进行低通滤波，滤除信号中的高频干扰信号，保留有用信号。
饱和放大电路对滤波后的电压信号进行放大处理，由于流量传感器输出的信号幅值随流量增大而增大，反之依然，为了保证幅值较小信号也能被放大到合适的电压范围，对幅值较大信号的放大产生了饱和。由于流量大小只与Start和Stop信号的时间间隔有关，而与幅值无关，因此产生饱和并不影响测量精度。
全正滞回比较电路将放大处理后的电压信号整形成方波信号，需使用电压比较器实现。但是若采用单限比较器，且输入信号在门限值附近有微小的干扰时，则输出电压就会产生相应的抖动，此时会导致输出信号频率大于传感器信号的频率，采集误差变大，而迟滞电压比较器就可以克服这一缺点。本发明使用的全正滞回比较电路是滞回电路的一种，它使用滞回电压全为正的滞回比较器(即正向滞回电压和负向滞回电压全为正)。
处理后的方波信号进入可编程逻辑器件，到此信号中干扰信号都被滤除，且被整形为合适范围内的方波信号。
如图5所示，燃油流量处理逻辑部分将输入的方波信号上升沿进行高频填充计数，计算出两个上升沿之间的时间，此时间和燃油流量成正比。
本发明的燃油流量测量过程具体如下：
步骤1：燃油流量传感器输出模拟量信号Start、Stop和Com信号，Com信号连接处理电路AGND，Start和Stop分别进入各自低通滤波电路(由R1和C1组成的RC低通滤波电路)后输出Start_filter和Stop_filte信号，同时Start和Stop信号中的高频噪音已被滤除；
步骤2：分别将Start_filter和Stop_filte分别接到各自饱和放大电路，经过放大器放大(1+R3/R2)倍后输出Start_Fil_Amp和Stop_Fil_Amp；
步骤3：Start_Fil_Amp和Stop_Fil_Amp信号分别经过各自全正滞回比较电路输出方波信号Start_Cpld和Stop_Cpld,同时信号中的抖动和毛刺已被滤除，正向滞回电压为(Vcc-0.7)/(R6//R7)*R5，其中R6//R7表示两个电阻并联，反向滞回电压为(Vcc-0.7)/(R5+R6)*R5，只有当信号大于正向滞回电压时比较器输出高，小于反向滞回电压时比较器输出低；
步骤4：Start_Cpld和Stop_Cpld信号进入可编程逻辑器件，可编程逻辑器件对信号下降沿之间采用高频填充，使用内部时钟进行填充，计算出两个信号的时间差，此时间差和燃油流量成正比。
本发明已经过各种系统试验验证和装机验证，系统运行稳定可靠，能够实现燃油流量信号在流量范围内的精确处理，并且在高、低温试验中精度和量程都能满足要求。

Claims (6)

1.一种航空发动机燃油流量测量方法，其特征在于：
针对燃油流量传感器输出的启动(START)信号和停止(STOP)信号分为两路信号处理，均进行低通滤波、再经饱和放大电路进行模拟放大；
然后经滞回比较电路输出方波信号，并保证方波信号中的抖动和毛刺得到滤除；所述滞回比较电路中，电源+VCC依次串联电阻R6、二极管V1接至比较器的正相输入端，比较器的正相输入端另分一路经电阻R5接地；比较器的输出经电阻R7后反馈至串联电阻R6与二极管V1正端之间的结点，从而实现滞回电压全为正；
最后计算这两路方波信号的时间差，该时间差即与燃油流量成正比。
2.根据权利要求1所述的航空发动机燃油流量测量方法，其特征在于：计算两路方波信号的时间差采用了高频填充方法。
3.一种航空发动机燃油流量测量系统，其特征在于：包括针对燃油流量传感器输出的启动(START)信号和停止(STOP)信号建立的两路信号处理电路和用于计算两路信号处理电路输出信号时间差的可编程逻辑器件；每一路信号处理电路包括依次设置的低通滤波器、饱和放大电路以及滞回比较电路；其中滞回比较电路中，电源+VCC依次串联电阻R6、二极管V1接至比较器的正相输入端，比较器的正相输入端另分一路经电阻R5接地；比较器的输出经电阻R7后反馈至串联电阻R6与二极管V1正端之间的结点，从而实现滞回电压全为正。
4.根据权利要求3所述的航空发动机燃油流量测量系统，其特征在于：饱和放大电路的放大倍数由燃油流量传感器测量流量范围内最小输出电压幅值决定。
5.根据权利要求3所述的航空发动机燃油流量测量系统，其特征在于：所述滞回比较器的正向滞回电压和负向滞回电压由燃油流量传感器输出信号经过饱和放大后的零点附近毛刺幅值决定。
6.根据权利要求3所述的航空发动机燃油流量测量系统，其特征在于：所述可编程逻辑器件中对信号下降沿之间采用内部时钟进行高频填充。
CN201510926202.3A 2015-12-11 2015-12-11 一种发动机燃油流量测量方法及其系统 Active CN105424118B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510926202.3A CN105424118B (zh) 2015-12-11 2015-12-11 一种发动机燃油流量测量方法及其系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510926202.3A CN105424118B (zh) 2015-12-11 2015-12-11 一种发动机燃油流量测量方法及其系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105424118A CN105424118A (zh) 2016-03-23
CN105424118B true CN105424118B (zh) 2019-01-01

Family

ID=55502483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510926202.3A Active CN105424118B (zh) 2015-12-11 2015-12-11 一种发动机燃油流量测量方法及其系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105424118B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108111168B (zh) * 2017-11-23 2021-04-20 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种改进型发动机燃油流量传感器信号采集电路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2388591Y (zh) * 1999-08-05 2000-07-19 郑州铁路分局郑州水电段 高精度远传测控一体化液位计
CN101493351A (zh) * 2008-01-22 2009-07-29 卞宝文 汽车油耗计量装置
CN101825485A (zh) * 2010-05-07 2010-09-08 上海肯特仪表股份有限公司 涡街流量计的自适应信号处理电路及其信号处理方法
CN203216546U (zh) * 2013-02-18 2013-09-25 成都泛华航空仪表电器有限公司 耗量调理器
CN103475343A (zh) * 2013-07-15 2013-12-25 成都千嘉科技有限公司 一种微弱信号抗干扰、放大和整形的低功耗处理方法
AU2014234934A1 (en) * 2013-03-22 2015-11-05 The University Of Western Ontario Self-calibrating ultrasonic-based monitoring system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2388591Y (zh) * 1999-08-05 2000-07-19 郑州铁路分局郑州水电段 高精度远传测控一体化液位计
CN101493351A (zh) * 2008-01-22 2009-07-29 卞宝文 汽车油耗计量装置
CN101825485A (zh) * 2010-05-07 2010-09-08 上海肯特仪表股份有限公司 涡街流量计的自适应信号处理电路及其信号处理方法
CN203216546U (zh) * 2013-02-18 2013-09-25 成都泛华航空仪表电器有限公司 耗量调理器
AU2014234934A1 (en) * 2013-03-22 2015-11-05 The University Of Western Ontario Self-calibrating ultrasonic-based monitoring system
CN103475343A (zh) * 2013-07-15 2013-12-25 成都千嘉科技有限公司 一种微弱信号抗干扰、放大和整形的低功耗处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105424118A (zh) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103217176B (zh) 一种消除mems陀螺零漂的方法
CN104655919B (zh) 一种单磁芯准数字式直流大电流传感器
CN108593022B (zh) 一种基于微分干扰补偿的瞬态电磁流量变送器
CN108351235B (zh) 空气流量测定装置
CN103957007A (zh) 低信噪比下任意波形的微弱信号检测方法及系统
CN104090160B (zh) 一种高精度频率测量装置
CN108225495A (zh) 一种电容式液位传感器在线测量系统及其方法
CN103033640B (zh) 一种运用fpga进行车速实时检测的方法
CN207586312U (zh) 一种基于fpga的数字频率计
CN103487649A (zh) 一种兼容连续波和脉冲调制载波频率测量的方法及装置
CN105424118B (zh) 一种发动机燃油流量测量方法及其系统
CN108111168B (zh) 一种改进型发动机燃油流量传感器信号采集电路
CN101865951A (zh) 一种抗干扰的频率测量方法
CN101825485B (zh) 涡街流量计的自适应信号处理电路及其信号处理方法
CN109990819B (zh) 一种基于声表面波传感器的频率信号检测系统及检测方法
CN204807089U (zh) 一种陀螺仪检测电路、陀螺仪及电子设备
CN203216937U (zh) 宽范围高精度转速测量电路
CN207339817U (zh) 一种键相前置放大器
RU2631916C1 (ru) Способ контроля измерения расхода текучих сред электромагнитным расходомером
CN204807090U (zh) 一种陀螺仪检测电路、陀螺仪及电子设备
CN204594510U (zh) 专用集成电路的涡轮流量转换器
CN104670510B (zh) 一种直升机旋翼转速告警装置
CN109557332B (zh) 一种基于Taylor算法的转速信号转换装置
CN113340369A (zh) 一种涡轮燃油质量流量计的信号处理方法及设备
CN110749340A (zh) 一种阻容式传感器信号测量电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant