CN107908179A - 一种便携式飞机刹车控制器检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式飞机刹车控制器检测仪，包括检测仪本体，检测仪本体正面的上部设有液晶显示屏，液晶显示屏的下部设有键盘，键盘为四行三列12键键盘矩阵，检测仪本体背面下部设有电池仓，检测仪本体的一侧下部设有USB接口，检测仪本体的两侧上部设有检测线，一侧检测线为检测信号输出线，检测信号输出线的端部设有输出连接器，另一侧检测线为反馈信号输入线，反馈信号输入线的端部设有输入连接器，输出连接器和输入连接器分别连接刹车控制器的输入端和输出端；检测仪本体为空腔结构，内设有电路板。本发明采用手持检测仪模拟刹车控制器的多种刹车状态并对其性能进行检测，能够快速地检测到刹车控制器的故障信息。

Description

一种便携式飞机刹车控制器检测仪

技术领域

本发明涉及飞机刹车性能测试领域，特别涉及一种便携式飞机刹车控制器检测仪。

背景技术

飞机刹车系统是飞机重要的机载设备，它是飞机上具有相对独立功能的子系统，对飞机的起飞和安全着陆起着重要的作用。由于飞机着陆过程持续的时间比较短，正常刹车时在1.5s内刹车系统必须做出反应，以确保飞机安全、可靠刹车。刹车系统的响应速度、轮间保护、刹车率等性能的好坏直接影响到飞机及机载人员的安全。为避免刹车系统某些装置发生故障而引起整个系统的瘫痪，就必须对飞机刹车系统的性能进行检测。

飞机刹车控制器测试系统是指在飞机起飞和检修时对刹车控制器进行性能自动检测的地勤设备，通过检测可对刹车控制器的性能、状态做出评估。现有技术中对刹车系统的研究已有很长一段时间，效果良好，但是对刹车系统进行测试及其测试装置的研究却不多。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种便携式飞机刹车控制器检测仪，采用手持检测仪模拟刹车控制器的多种刹车状态并对其性能进行检测，保障刹车系统安全、可靠、快速运行，确保飞机刹车安全。

(二)技术方案

一种便携式飞机刹车控制器检测仪，包括检测仪本体，所述检测仪本体正面的上部设有液晶显示屏，所述液晶显示屏的下部设有键盘，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵，所述检测仪本体背面下部设有电池仓，所述检测仪本体的一侧下部设有USB接口，所述检测仪本体的两侧上部设有检测线，一侧所述检测线为检测信号输出线，所述检测信号输出线的端部设有输出连接器，另一侧所述检测线为反馈信号输入线，所述反馈信号输入线的端部设有输入连接器，所述输出连接器和所述输入连接器分别连接刹车控制器的输入端和输出端；所述检测仪本体为空腔结构，内设有电路板，所述电路板包括数字处理单元、模拟机轮信号产生单元、前端信号处理单元、显示单元、键盘输入单元、USB通信单元和存储单元；所述模拟机轮信号产生单元输入连接所述数字处理单元，所述数字处理单元通过SPI接口控制所述模拟机轮信号产生单元模拟飞机刹车过程中机轮速度传感器所产生的信号，所述模拟机轮信号产生单元的输出连接所述检测信号输出线；所述前端信号处理单元输入连接所述反馈信号输入线，对所述刹车控制器的反馈信号进行处理，输出连接所述数字处理单元的ADC转换通道；所述显示单元输入与所述数字处理单元相连接，输出连接所述液晶显示屏，对测试信息进行实时显示，便于测试者及时了解测试情况；所述键盘输入单元输入连接所述键盘，输出与所述数字处理单元相连接，用于对测试参数进行修改和设定；所述数字处理单元通过所述USB通信单元与上位机进行数据交换，将测试数据上传给所述上位机进行存储和显示，同时可在所述上位机端对测试参数进行修改和设定；所述存储单元与所述数字处理单元相连接，对所述测试数据进行本地保存；

所述模拟机轮信号产生单元包括信号发生器、第一运算放大器、第一～第七电容和第一～第四电阻；

所述前端信号处理单元包括第二运算放大器、第一和第二二极管、第八电容、第五和第六电阻；

所述键盘输入单元包括键盘扫描芯片、键盘、第一晶振、第九～第十一电容和第七～第十三电阻；

所述USB通信单元包括USB接口芯片、USB连接器、第二晶振、发光二极管、第三二极管、第十二～第十七电容和第十四～第十八电阻；

所述存储单元包括EEPROM存储器、第十九和第二十电阻。

进一步的，所述数字处理单元选用选用数字信号处理器TMS320LF2407。

进一步的，所述信号发生器选用可编程高精度波形发生器AD9833，所述第一运算放大器选用LM124。

进一步的，所述第二运算放大器选用LM124。

进一步的，所述显示单元选用液晶模块LCD12864。

进一步的，所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵。

进一步的，所述USB接口芯片选用CH375，所述第十七电容为电解电容。

进一步的，所述EEPROM存储器选用24C02。

(三)有益效果

本发明提供了一种便携式飞机刹车控制器检测仪，采用手持检测仪模拟刹车控制器的多种刹车状态并对其性能进行检测，能够快速地检测到刹车控制器的故障信息，并能把检测结果实时显示在液晶显示屏上，并由本地存储器或上位机对检测结果进行记录存储，测试数据为飞机刹车事故分析、处理和预防提供了有利的证据，同时也能通过刹车控制器的检测结果，为刹车控制器的改进工作提供参考依据，其系统结构简单，成本低廉，体积小巧，携带方便，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，人机界面良好，可扩展性强，保障了防滑刹车系统安全、可靠、快速运行，确保了飞机刹车安全。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的结构示意图。

图2为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的系统功能框图。

图3为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的模拟机轮信号产生单元电路原理图。

图4为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的前端信号处理单元电路原理图。

图5为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的键盘输入单元电路原理图。

图6为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的USB通信单元电路原理图。

图7为本发明所涉及的一种便携式飞机刹车控制器检测仪的存储单元电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。

结合图1和图2，一种便携式飞机刹车控制器检测仪，包括检测仪本体1，检测仪本体1正面的上部设有液晶显示屏2，液晶显示屏2的下部设有键盘3，键盘3为四行三列12键键盘矩阵，检测仪本体1背面下部设有电池仓，检测仪本体1的一侧下部设有USB接口4，检测仪本体1的两侧上部设有检测线，一侧检测线为检测信号输出线5，检测信号输出线5的端部设有输出连接器6，另一侧检测线为反馈信号输入线7，反馈信号输入线7的端部设有输入连接器8，输出连接器6和输入连接器8分别连接刹车控制器的输入端和输出端；检测仪本体1为空腔结构，内设有电路板，电路板包括数字处理单元、模拟机轮信号产生单元、前端信号处理单元、显示单元、键盘输入单元、USB通信单元和存储单元；模拟机轮信号产生单元输入连接数字处理单元，数字处理单元通过SPI接口控制模拟机轮信号产生单元模拟飞机刹车过程中机轮速度传感器所产生的信号，模拟机轮信号产生单元的输出连接检测信号输出线5；前端信号处理单元输入连接反馈信号输入线7，对刹车控制器的反馈信号进行处理，输出连接数字处理单元的ADC转换通道；显示单元输入与数字处理单元相连接，输出连接液晶显示屏2，对测试信息进行实时显示，便于测试者及时了解测试情况；键盘输入单元输入连接键盘3，输出与数字处理单元相连接，用于对测试参数进行修改和设定；数字处理单元通过USB通信单元与上位机进行数据交换，将测试数据上传给上位机进行存储和显示，同时可在上位机端对测试参数进行修改和设定；存储单元与数字处理单元相连接，对测试数据进行本地保存。

数字处理单元选用数字信号处理器TMS320LF2407，是一种16位定点DSP芯片，采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功率损耗；30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns(30MHz)，从而提高控制器的实时控制能力；片内高达30K字×16位的Flash存储器和2.5K字×16位的数据RAM以及2K字的单口RAM；SPI/SCI引导ROM；10位ADC转换器，最小转换时间为500ns，16个多路复用的输入通道；高达41个可单独编程或复用的GPIO；3种低功耗模式，能够独立的将外围器件转入低功耗工作模式。

在实际的飞机刹车过程中，机轮速度传感器产生频率与机轮速度成正比的近似正弦电信号，频率范围为0～3KHz。本检测仪中利用可编程波形发生器模拟轮速信号，作为刹车控制器工作时的输入信号。如图3所示，模拟机轮信号产生单元包括信号发生器U1、运算放大器U2、电容C1～C7和电阻R1～R4，其中信号发生器U1选用可编程高精度波形发生器AD9833，运算放大器U2选用LM124。AD9833具有外围电路简单，支持SPI通信方便与TMS320LF2407的连接，可以产生正弦波、方波和三角波，并且波形的频率和相位都可以通过编程改变，易于调节。AD9833的MCLK脚外接10MHz晶振，FSYNC脚接TMS320LF2407的使能控制信号SPIEN，SCLK和SDATA脚为与TMS320LF2407之间的SPI通信数据线，设置使能控制信号线SPIEN主要是为了不同外设可以分时利用SPI总线。当AD9833主频时钟为25MHz时，其精度为0.1Hz。在实现机轮转速模拟时，机轮速度信号可通过上位机设定方式和键盘3设定方式，上位机设定方式允许测试者在上位机界面中输入模拟机轮速度，键盘3设定方式允许测试者通过键盘3设定模拟机轮速度为0～2.6KHz的正弦信号。同时电路可模拟飞机的各种刹车状态：地面静刹车、起落架收上刹车、空中刹车和正常刹车。AD9833输出的正弦信号经运算放大器LM124后作为机轮速度的模拟信号通过检测信号输出线5和输出连接器6送入刹车控制器的输入端。

刹车控制器的输出端将反馈信号经由输入连接器8和反馈信号输入线7送入检测仪。因为从刹车控制器反馈的信号电压为0～10V左右，而TMS320LF2407的A/D采样信号允许的范围在0～3.3V之间，所以从刹车控制器出来的反馈信号必须先通过前端信号处理单元进行调理再送给TMS320LF2407的ADC转换通道。如图4所示，前端信号处理单元包括运算放大器U3、二极管D1和D2、电容C8、电阻R5和R6，其中运算放大器U3选用LM124。电阻R5和R6构成分压电阻，为了保证A/D的采样精度，电路中增加了一级电压跟随和低通滤波。二极管D1和D2是为了对TMS320LF2407的ADC转换通道进行保护，将输入电压钳位ADC转换通道不被损坏的允许值范围内。

显示单元选用液晶模块LCD12864，对TMS320LF2407的处理结果进行实时显示，方便测试者及时了解测试情况。测试者可通过键盘3对测试参数进行设定，例如修改模拟机轮速度的正弦信号的频率，设定刹车状态等，如图5所示，键盘输入单元包括键盘扫描芯片U4、键盘3、晶振X1、电容C9～C11和电阻R7～R13，其中键盘扫描芯片U4选用ZLG7289，键盘3为四行三列12键键盘矩阵。ZLG7289内部含有译码器，具有串行接口，单片即可完成键盘3接口的全部功能，外接四行三列12键键盘矩阵，当有按键按下时KEY脚会变为低电平，利用指令可读出所按键值。

本检测仪通过USB接口4与上位机进行通信，方便快捷，如图6所示，USB通信单元包括USB接口芯片U5、USB连接器J1、晶振X2、发光二极管LED1、二极管D3、电容C12～C17和电阻R14～R18，其中USB接口芯片U5选用CH375，电容C17为电解电容，USB连接器J1与USB接口4焊接连接。CH375支持3.3V和5V供电，支持全速USB接口4，兼容USB2.0协议；支持多种传输方式；具有省事的内置固件模式和灵活的外围固件模式。内置固件模式下屏蔽了相关的USB协议，自动完成标准的USB枚举过程，能大大简化本地控制器的固件处理程序。采用4线控制：写选通、读选通、片选输入和中断输出。TMS320LF2407与CH375采用异步串行通信，电容C12、C13和C17为退耦作用，CH375中断脚CS#与TMS320LF2407的外部中断输入脚连接，下降沿有效。本检测仪可将测试得到的实时数据上传至上位机，并可通过上位机对测试参数进行设置。

检测仪系统一旦非正常断电，当前的测试数据即会丢失，因此需要外接存储器，如图7所示，存储单元包括EEPROM存储器U6、电阻R19和R20，其中EEPROM存储器U6选用24C02。当系统非正常断电时，检测仪将当前测试数据写入24C02。同时也可以通过24C02对测试数据进行本地存储，以方便显示单元更加快速的对测试数据进行实时显示。

本发明提供了一种便携式飞机刹车控制器检测仪，采用手持检测仪模拟刹车控制器的多种刹车状态并对其性能进行检测，能够快速地检测到刹车控制器的故障信息，并能把检测结果实时显示在液晶显示屏上，并由本地存储器或上位机对检测结果进行记录存储，测试数据为飞机刹车事故分析、处理和预防提供了有利的证据，同时也能通过刹车控制器的检测结果，为刹车控制器的改进工作提供参考依据，其系统结构简单，成本低廉，体积小巧，携带方便，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，人机界面良好，可扩展性强，保障了防滑刹车系统安全、可靠、快速运行，确保了飞机刹车安全。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种便携式飞机刹车控制器检测仪，包括检测仪本体，其特征在于：所述检测仪本体正面的上部设有液晶显示屏，所述液晶显示屏的下部设有键盘，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵，所述检测仪本体背面下部设有电池仓，所述检测仪本体的一侧下部设有USB接口，所述检测仪本体的两侧上部设有检测线，一侧所述检测线为检测信号输出线，所述检测信号输出线的端部设有输出连接器，另一侧所述检测线为反馈信号输入线，所述反馈信号输入线的端部设有输入连接器，所述输出连接器和所述输入连接器分别连接刹车控制器的输入端和输出端；所述检测仪本体为空腔结构，内设有电路板，所述电路板包括数字处理单元、模拟机轮信号产生单元、前端信号处理单元、显示单元、键盘输入单元、USB通信单元和存储单元；所述模拟机轮信号产生单元输入连接所述数字处理单元，所述数字处理单元通过SPI接口控制所述模拟机轮信号产生单元模拟飞机刹车过程中机轮速度传感器所产生的信号，所述模拟机轮信号产生单元的输出连接所述检测信号输出线；所述前端信号处理单元输入连接所述反馈信号输入线，对所述刹车控制器的反馈信号进行处理，输出连接所述数字处理单元的ADC转换通道；所述显示单元输入与所述数字处理单元相连接，输出连接所述液晶显示屏，对测试信息进行实时显示，便于测试者及时了解测试情况；所述键盘输入单元输入连接所述键盘，输出与所述数字处理单元相连接，用于对测试参数进行修改和设定；所述数字处理单元通过所述USB通信单元与上位机进行数据交换，将测试数据上传给所述上位机进行存储和显示，同时可在所述上位机端对测试参数进行修改和设定；所述存储单元与所述数字处理单元相连接，对所述测试数据进行本地保存；

所述模拟机轮信号产生单元包括信号发生器、第一运算放大器、第一～第七电容和第一～第四电阻；

所述前端信号处理单元包括第二运算放大器、第一和第二二极管、第八电容、第五和第六电阻；

所述键盘输入单元包括键盘扫描芯片、键盘、第一晶振、第九～第十一电容和第七～第十三电阻；

所述USB通信单元包括USB接口芯片、USB连接器、第二晶振、发光二极管、第三二极管、第十二～第十七电容和第十四～第十八电阻；

所述存储单元包括EEPROM存储器、第十九和第二十电阻。

2.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述数字处理单元选用选用数字信号处理器TMS320LF2407。

3.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述信号发生器选用可编程高精度波形发生器AD9833，所述第一运算放大器选用LM124。

4.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述第二运算放大器选用LM124。

5.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述显示单元选用液晶模块LCD12864。

6.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述键盘扫描芯片选用ZLG7289，所述键盘为四行三列12键键盘矩阵。

7.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述USB接口芯片选用CH375，所述第十七电容为电解电容。

8.根据权利要求1所述的一种便携式飞机刹车控制器检测仪，其特征在于：所述EEPROM存储器选用24C02。