CN109557339B - 一种三轴加速度计及冲击探测开关 - Google Patents

一种三轴加速度计及冲击探测开关 Download PDF

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Abstract

本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种三轴加速度计及冲击探测开关；包括电源模块，加速度采集板和数据采集板；所述的电源模块连接有外部电源和外部按键复位开关，并对外输出电源，同时与加速度采集板和数据采集板连接；所述加速度采集板通过并行总线与数据采集板连接并向其输出加速度信号；所述数据采集板中包含有微处理器电路和A/D转换电路，本发明的三轴加速度计及冲击探测开关能够将采集到的飞机横向，总线和法向加速既能通过模拟量的形式输出，还能够转换为数字信号，通过ARINC‑429总线和AFDX总线输出，能够适应多种飞机需求；提高了设备的可维护性，并将两个机载设备集成，减轻了产品总重量。

Description

一种三轴加速度计及冲击探测开关
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种三轴加速度计及冲击探测开关。
背景技术
三轴加速度计能够采集飞机横向、纵向和法向加速度，并通过模拟量的方式输出给机上采集设备，可用于飞机飞行姿态的监控。冲击探测开关能够检测飞机的过载信号，当检测到过载信号，能够向座舱音频记录器输出状态信号，保证座舱音频记录器在10min之内停止数据记录。但是过去以往这两个设备为两个设备，由于两个设备都需要采集飞机三个轴向加速度，故功能存在冗余，同时，由于在新型号飞机中多使用总线信号，故原有的产品已经不适应新型飞机，并且以往的三轴加速度计和冲击探测开关的维护和检测只能通过人工检测,维护复杂，在日常工作中无法直观看到产品的工作状态。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够适应飞机的三轴加速度及冲击探测开关，以解决目前产品中三轴向加速度和冲击探测输出的模拟信号无法适应数字总线、以及维护性差的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种三轴加速度计及冲击探测开关，所述的三轴加速度计及冲击探测开关包括电源模块1，加速度采集板2和数据采集板3；
所述的电源模块1连接有外部电源和外部按键复位开关，并对外输出电源，同时与加速度采集板2和数据采集板3连接；所述加速度采集板2通过并行总线与数据采集板3连接并向其输出加速度信号；所述数据采集板3通过数字总线接口与机上其他数据采集设备连接，并对外输出开关量信号；
所述的电源模块1包括故障灯驱动电路15以及顺次连接的尖峰电压抑制电路11、浪涌电压抑制电路13、电源转换电路14；所述的电源转换电路14分别与加速度采集板2和数据采集板3连接，分别向两个电路输出工作电压；所述的故障灯驱动电路15与数据采集板3连接，接收数据采集板3输出的产品状态信号；
所述的加速度采集板2包括横向加速度采集芯片21、纵向加速度采集芯片22和法向加速度采集芯片23；横向加速度采集芯片21、纵向加速度采集芯片22和法向加速度采集芯片23分别与电源模块1连接接收电源模块1输出的供电电源，并分别采集机上的横向加速度、纵向加速度和法向加速度并通过并行总线向数据采集板3输出横向、纵向和法向加速度值；
所述的数据采集板3包括电源调理电路31、A/D转换电路32、总线接口电路33，以太网总线接口电路34、终端模块35，微处理器36和FLASH电路37；所述的电源调理电路31与电源模块1连接；所述的微处理器36分别连接有A/D转换电路32，总线接口电路33，以太网接口电路34、终端模块35和FLASH电路37；所述的微处理器电路36和座舱音频记录器连接并向其输出飞机过载信号；微处理器电路36与电源模块1连接并向其输出飞机过载信号和输出产品状态信号；所述的A/D转换电路32与加速度采集板2连接接收加速度采集板2输出的3个轴向加速度信号并向微处理器电路36输出。
所述的尖峰电压抑制电路11还连接有雷电防护电路12。
所述的浪涌电压抑制电路13还连接有电源开关16；所述的电源开关16与数据采集板3连接。
所述的电源开关16用于接收数据采集板3输出的飞机过载信号用于切断座舱音频记录器的供电电源，同时与外部按键复位信号连接，恢复座舱音频记录器供电。
所述的故障灯驱动电路15用于驱动与其连接的故障灯从而显示产品状态。
所述的电源调理电路31用于接收电源模块输出的电源信号，并将其转换为数据采集板3内部所需的工作电源。
所述的总线接口电路33与飞机其他数据采集设备连接向外输出产品状态和转换成数字信号的三个轴向加速度值。
所述的以太网总线接口34和地面检测设备连接，用于接收地面检测设备的维护命令完成产品维护。
所述的终端模块35与飞机其他数据采集设备连接并向外输出转换成数字信号的三个轴向加速度值。
本发明的有益效果是：
本发明提出的新型三轴加速度计和冲击探测开关能够带来以下几项有益效果：
Figure GDA0002774412500000031
能够将采集到的飞机横向、纵向和法向加速通过模拟量的形式输出，还能够转换为数字信号，通过ARINC-429总线和AFDX总线输出，能够适应多种飞机需求；
Figure GDA0002774412500000032
能够检测飞机过载信号并对外输出，可有效控制座舱音频记录器的电源，使座舱音频记录器最大化记录有效数据；
Figure GDA0002774412500000033
能够通过以太网总线完成产品维护，能够直观读出存储在数据采集板内部FLASH中的产品故障信息，同时产品还能通过ARINC-429总线或AFDX总线向数据采集设备输出产品故障信息，并故障灯输实时显示产品状态，用户可通过以上三项措施快速定位产品故障，提高了产品的测试性和维修性；
Figure GDA0002774412500000034
将机上原有的三轴加速度传感器和冲击开关两个产品合成一个产品，减少了机载设备数量，并减轻了产品总重量。
附图说明
图1是本发明的总体框架示意图；
图2是电源模块原理框图；
图3是加速度采集板原理框图；
图4是数据采集板原理框图；
其中，1-电源模块，2-加速度采集板，3-数据采集板，11-尖峰电压抑制电路，12-雷电防护电路，13-浪涌电压抑制电路，14-电源转换电路，15-故障灯驱动电路16-电源开关，21-横向加速度采集芯片、22-纵向加速度采集芯片，23-法向加速度采集芯片，31-电源调理电路，32-A/D转换电路，33-ARINC-429总线接口电路，34-以太网总线接口电路，35-AFDX终端模块，36-微处理器，37-FLASH电路。
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所示，本发明的三轴加速度计及冲击探测开关，包括电源模块1，加速度采集板2和数据采集板3，所述电源模块1连接有28VDC电源和外部按键复位开关，并对外输出28VDC电源，同时与加速度采集板2和数据采集板3连接；所述加速度采集板2通过并行总线与数据采集板连接向其输出加速度信号；所述数据采集板3通过ARINC-429总线接口、AFDX总线接口、以太网总线接口与机上其他数据采集设备如中央处理单元、飞行数据采集器等连接，并能对外输出开关量信号。
如图2所示为本发明的电源模块1的原理框图，包括故障灯驱动电路15以及顺次连接的尖峰电压抑制电路11、浪涌电压抑制电路13、电源转换电路14。其中，电源转换电路14分别与加速度采集板2和数据采集板3连接，分别向两个电路输出所需的工作电压；尖峰电压抑制电路11还连接有雷电防护电路12，浪涌电压抑制电路13还连接有电源开关16；电源开关16与数据采集板3连接，接收数据采集板3输出的飞机过载信号用于切断座舱音频记录器的供电电源，同时与外部按键复位信号连接，可恢复座舱音频记录器供电；故障灯驱动电路15与数据采集板3连接，接收数据采集板输出的产品状态信号，驱动与其连接的故障灯显示产品状态。
如图3所示为本发明的加速度采集板2的原理框图，包括横向加速度采集芯片21、纵向加速度采集芯片22和法向加速度采集芯片23；横向加速度采集芯片21、纵向加速度采集芯片22和法向加速度采集芯片23分别与电源模块1连接接收电源模块1输出的供电电源，并分别采集机上的横向加速度、纵向加速度和法向加速度并通过并行总线向数据采集板3输出横向、纵向和法向加速度值。
如图4所示为本发明的数据采集板3的原理框图，包括电源调理电路31、A/D转换电路32、ARINC-429总线接口电路33，以太网总线接口电路34、AFDX终端模块35，微处理器36和FLASH电路37。电源调理电路31与电源模块1连接，接收电源模块输出的电源信号，并将其转换为数据采集板3内部所需的工作电源；微处理器36分别连接有A/D转换电路32,ARINC-429总线接口电路33，以太网接口电路34、AFDX终端模块35和FLASH电路37。微处理器电路36还与电源模块1和座舱音频记录器连接，以开关量信号的形式向其输出飞机过载信号，并向电源模块1输出产品状态信号，并对外以模拟量信号的形式输出横向、纵向和法向加速度；A/D转换电路32与加速度采集板2连接接收加速度采集板2输出的3个轴向加速度信号并向微处理器电路输出；ARINC-429总线接口电路与飞机其他数据采集设备连接向外输出产品状态和转换成数字信号的三个轴向加速度值；以太网总线接口34和地面检测设备连接，用于接收地面检测设备的维护命令完成产品维护；AFDX终端模块35与飞机其他数据采集设备连接向外输出转换成数字信号的三个轴向加速度值。

Claims (9)

1.一种三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的三轴加速度计及冲击探测开关包括电源模块(1)，加速度采集板(2)和数据采集板(3)；
所述的电源模块(1)连接有外部电源和外部按键复位开关，并对外输出电源，同时与加速度采集板(2)和数据采集板(3)连接；所述加速度采集板(2)通过并行总线与数据采集板(3)连接并向其输出加速度信号；所述数据采集板(3)通过数字总线接口与机上其他数据采集设备连接，并对外输出开关量信号；
所述的电源模块(1)包括故障灯驱动电路(15)以及顺次连接的尖峰电压抑制电路(11)、浪涌电压抑制电路(13)、电源转换电路(14)；所述的电源转换电路(14)分别与加速度采集板(2)和数据采集板(3)连接，分别向两个电路输出工作电压；所述的故障灯驱动电路(15)与数据采集板(3)连接，接收数据采集板(3)输出的产品状态信号；
所述的加速度采集板(2)包括横向加速度采集芯片(21)、纵向加速度采集芯片(22)和法向加速度采集芯片(23)；横向加速度采集芯片(21)、纵向加速度采集芯片(22)和法向加速度采集芯片(23)分别与电源模块(1)连接接收电源模块(1)输出的供电电源，并分别采集机上的横向加速度、纵向加速度和法向加速度并通过并行总线向数据采集板(3)输出横向、纵向和法向加速度值。
2.根据权利要求1所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的数据采集板(3)包括电源调理电路(31)、A/D转换电路(32)、总线接口电路(33)，以太网总线接口电路(34)、终端模块(35)，微处理器电路(36)和FLASH电路(37)；所述的电源调理电路(31)与电源模块(1)连接；所述的微处理器电路(36)分别连接有A/D转换电路(32)，总线接口电路(33)，以太网总线接口电路(34)、终端模块(35)和FLASH电路(37)；所述的微处理器电路(36)和座舱音频记录器连接并向其输出飞机过载信号；微处理器电路(36)与电源模块(1)连接并向其输出飞机过载信号和输出产品状态信号；所述的A/D转换电路(32)与加速度采集板(2)连接接收加速度采集板(2)输出的3个轴向加速度信号并向微处理器电路(36)输出。
3.根据权利要求1所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的尖峰电压抑制电路(11)还连接有雷电防护电路(12)。
4.根据权利要求1所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的浪涌电压抑制电路(13)还连接有电源开关(16)；所述的电源开关(16)与数据采集板(3)连接。
5.根据权利要求4所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的电源开关(16)用于接收数据采集板(3)输出的飞机过载信号用于切断座舱音频记录器的供电电源，同时与外部按键复位信号连接，恢复座舱音频记录器供电。
6.根据权利要求2所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的电源调理电路(31)用于接收电源模块输出的电源信号，并将其转换为数据采集板(3)内部所需的工作电源。
7.根据权利要求2所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的总线接口电路(33)与飞机其他数据采集设备连接向外输出产品状态和转换成数字信号的三个轴向加速度值。
8.根据权利要求2所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的以太网总线接口电路(34)和地面检测设备连接，用于接收地面检测设备的维护命令完成产品维护。
9.根据权利要求2所述的三轴加速度计及冲击探测开关，其特征在于：所述的终端模块(35)与飞机其他数据采集设备连接并向外输出转换成数字信号的三个轴向加速度值。
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