CN110887543A - 一种分布式燃油测试系统 - Google Patents

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杨光明
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Abstract

本发明公开了一种分布式燃油测试系统，涉及飞机燃油测试技术领域，包括若干传感器，所述传感器分别设置每一个油箱中，用于测定每个油箱中的燃油信号；若干信号测量单元，所述信号测量单元分布在每一个油箱上且分别与对应油箱中的所述传感器电性连接；所述信号测量单元用于采集传感器的信号，并进行信号放大、转换、计算、输出；燃油测量计算机，所述燃油测量计算机通过CAN总线接收每个所述信号测量单元输出的信号并计算，并将计算结果上传给用户。本发明公开的一种分布式燃油测试系统缩短了连接各传感器的测量电缆的长度，减少了测量电缆受到电磁干扰的影响；减少了个传感器信号之间的相互干扰影响。

Description

一种分布式燃油测试系统
技术领域
本发明涉及飞机燃油测试技术领域，具体涉及一种分布式燃油测试系统。
背景技术
随着机载机电系统公共设备综合管理技术的不断发展，远程接口单元（RIU：Remote Interface Unit）技术已成为主流，基于总线技术的远程终端在机电系统联合式结构中扮演了重要的角色。分布式燃油测量，即是以小型化RIU为基础的燃油测量，将模拟信号转换成数字信号后通过电缆传输至燃油测量计算机中进行油量数据的处理。
同时，现有的燃油测量控制系统大多采用集中式测量方法，即机上所有油量传感器、温度传感器、介电常数传感器等模拟信号通过较长的线缆传输到燃油测量计算机上，计算机再对每路信号逐一采集测量。该测量系统存在铺设线缆长、线缆众多，且线缆传输均为模拟信号，更容易受机上恶劣电磁环境干扰，而出现油量跳变等现象。再者，测量线缆在连接处存在极易的接触不良或者一些其他故障，造成了排查问题困难。
发明内容
本发明针对现有技术，提供了一种分布式燃油测试系统。
本发明通过下述技术方案实现：所述一种分布式燃油测试系统，包括：若干传感器，所述传感器分别设置每一个油箱中，用于测定每个油箱中的燃油信号；若干信号测量单元，所述信号测量单元分布在每一个油箱上且分别与对应油箱中的所述传感器电性连接；所述信号测量单元用于采集传感器的信号，并进行信号放大、转换、计算、输出；燃油测量计算机，所述燃油测量计算机通过CAN总线接收每个所述信号测量单元输出的信号并计算，并将计算结果上传给用户；所述CAN总线上设置有若干连接节点，每个所述信号测量单元通过CAN_H、CAN_L线路与所述CAN总线上的连接节点一一对应，实现信号的上传和下载；每个所述信号测量单元周期性向所述燃油测量计算机发送信号。
上述燃油测试系统采用分布式布局的信号测量单元，在待测量的邮箱上就近安装信号测量单元；并通过CAN总线实现与燃油测量计算机通讯，缩短了连接各传感器的测量电缆的长度，减少了测量电缆受到电磁干扰的影响；同时每个油箱对应设置有一个信号测量单元，减少了个传感器信号之间的相互干扰影响，在其中一个油箱测量出现故障时，仅需对该油箱的信号测量单元进行分析、判断、处理，而不会影响整个飞机其他信号测量单元的工作。同时，本申请的燃油测试系统采用CAN总线通讯，信号测量单元通过若干连接节点连接在CAN总线上，减少了电缆数量和电缆长度的铺设，且在某一个信号测量单元出现故障时，可通过对应的连接节点关闭该信号测量单元的信号输出，避免对其他信号测量单元造成影响，甚至造成整个通讯网络的瘫痪。
进一步地，每个所述信号测量单元写入一个包含了这一所述信号测量单元的安装位置的地址标识符，并发送给所述燃油测量计算机并储存，用于所述燃油测量计算机判断信号测量单元的安装位置；每个所述信号测量单元连接的所述连接节点均设置有与这一所述信号测量单元的地址标识符对应的通讯ID；所述通讯ID的值越小，优先级越高，保障CAN总线的通讯健康。
进一步地，每个所述信号测量单元向所述燃油测量计算机发送信号的周期时间大于所述连接节点数与每个所述信号测量单元与所述燃油测量计算机的信号通讯时间的乘积。
进一步地，所述CAN总线为屏蔽双绞线，每个所述信号测量单元到CAN总线的距离不大于30cm。
进一步地，所述CAN总线的两端分别连接有一个匹配电阻，所述匹配电阻的电阻为120欧姆。
进一步地，所述传感器包括油量传感器，所述油量传感器为电容式液位传感器，用于测量油箱内燃油油量高度；温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻温度传感器，用于测量油箱内的燃油温度；以及介电常数传感器，所述介电常数传感器为电容式传感器，用于测量油箱内燃油的介电常数；每个油箱中均设置有所述油量传感器、所述温度传感器和所述介电常数传感器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明所提供的一种分布式燃油测试系统，在待测量的邮箱上就近安装信号测量单元；并通过CAN总线实现与燃油测量计算机通讯，缩短了连接各传感器的测量电缆的长度，减少了测量电缆受到电磁干扰的影响；同时每个油箱对应设置有一个信号测量单元，减少了个传感器信号之间的相互干扰影响，在其中一个油箱测量出现故障时，仅需对该油箱的信号测量单元进行分析、判断、处理，而不会影响整个飞机其他信号测量单元的工作。
（2）本发明所提供的一种分布式燃油测试系统，采用CAN总线通讯，信号测量单元通过若干连接节点连接在CAN总线上，减少了电缆数量和电缆长度的铺设，且在某一个信号测量单元出现故障时，可通过对应的连接节点关闭该信号测量单元的信号输出，避免对其他信号测量单元造成影响，甚至造成整个通讯网络的瘫痪。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的信号单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种分布式燃油测试系统，包括：若干传感器，所述传感器分别设置每一个油箱中，用于测定每个油箱中的燃油信号；若干信号测量单元，所述信号测量单元分布在每一个油箱上且分别与对应油箱中的所述传感器电性连接；所述信号测量单元用于采集传感器的信号，并进行信号放大、转换、计算、输出；燃油测量计算机，所述燃油测量计算机通过CAN总线接收每个所述信号测量单元输出的信号并计算，并将计算结果上传给用户；
所述CAN总线上设置有若干连接节点，每个所述信号测量单元通过CAN_H、CAN_L线路与所述CAN总线上的连接节点一一对应，实现信号的上传和下载；每个所述信号测量单元周期性向所述燃油测量计算机发送信号。
可选地，所述传感器包括油量传感器，所述油量传感器为电容式液位传感器，用于测量油箱内燃油油量高度；温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻温度传感器，用于测量油箱内的燃油温度；以及介电常数传感器，所述介电常数传感器为电容式传感器，用于测量油箱内燃油的介电常数；每个油箱中均设置有所述油量传感器、所述温度传感器和所述介电常数传感器。
需要说明的是，如图2所示，所述信号测量单元包括单片机、晶振电路、看门狗电路、JTAG口、激励源、数字电桥、数字模拟转换器（DAC）、模拟数字转换器（ADC）、信号处理器和数字通信接口；信号处理器一端与温度传感器连接，另一端与模拟数字转换器连接；模拟数字转换器与单片机连接；激励源一端分别与油量传感器和介电常数传感器连接，另一端与数字电桥连接；油量传感器和介电常数传感器与数字电桥连接；数字电桥分别连接数字模拟转换器和单片机；数字模拟转换器连接单片机；晶振、看门狗和JTAG口均分别连接单片机；单片机上设置数字通信接口，数字通信接口包括RS422接口和CAN总线接口。
在一些实施例中，每个所述信号测量单元写入一个包含了这一所述信号测量单元的安装位置的地址标识符，并发送给所述燃油测量计算机并储存，用于所述燃油测量计算机判断信号测量单元的安装位置；每个所述信号测量单元连接的所述连接节点均设置有与这一所述信号测量单元的地址标识符对应的通讯ID；所述通讯ID的值越小，优先级越高。
可选地，CAN总线通讯速率设计在20kbps、50kbps或125kbps。
由于CAN总线通讯采用连接节点的通讯ID越小优先级越高的仲裁形式，为保证每个周期内每个信号测量单元都能发送数据，每个所述信号测量单元向所述燃油测量计算机发送信号的周期时间大于所述连接节点数与每个所述信号测量单元与所述燃油测量计算机的信号通讯时间的乘积，即：发送周期时间T=连接节点数X*单个信号测量单元的单位通讯时间t。
燃油测量计算机也写入有通讯ID，在CAN总线通讯中，燃油测量计算机的通讯ID优先级设置为最高，使燃油测量计算机可以以最快的方式发送给各信号测量单元。
每个信号测量单元的地址标识符为二进制位数，即地址标识符的位数为N（N为大于1的自然数），则地址标识符能够确定2N-1种不同的位置，可同时安装2N-1个信号测量单元。
在一些实施例中，所述CAN总线为屏蔽双绞线，每个所述信号测量单元到CAN总线的距离不大于30cm。
在一些实施例中，所述CAN总线的两端分别连接有一个匹配电阻，所述匹配电阻的电阻为120欧姆。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种分布式燃油测试系统，其特征在于，包括：
若干传感器，所述传感器分别设置每一个油箱中，用于测定每个油箱中的燃油信号；
若干信号测量单元，所述信号测量单元分布在每一个油箱上且分别与对应油箱中的所述传感器电性连接；所述信号测量单元用于采集传感器的信号，并进行信号放大、转换、计算、输出；以及
燃油测量计算机，所述燃油测量计算机通过CAN总线接收每个所述信号测量单元输出的信号并计算，并将计算结果上传给用户；
所述CAN总线上设置有若干连接节点，每个所述信号测量单元通过CAN_H、CAN_L线路与所述CAN总线上的连接节点一一对应，实现信号的上传和下载；每个所述信号测量单元周期性向所述燃油测量计算机发送信号。
2.根据权利要求1所述的一种分布式燃油测试系统，其特征在于：每个所述信号测量单元写入一个包含了这一所述信号测量单元的安装位置的地址标识符，并发送给所述燃油测量计算机并储存，用于所述燃油测量计算机判断信号测量单元的安装位置；每个所述信号测量单元连接的所述连接节点均设置有与这一所述信号测量单元的地址标识符对应的通讯ID；所述通讯ID的值越小，优先级越高。
3.根据权利要求2所述的一种分布式燃油测试系统，其特征在于：每个所述信号测量单元向所述燃油测量计算机发送信号的周期时间大于所述连接节点数与每个所述信号测量单元与所述燃油测量计算机的信号通讯时间的乘积。
4.根据权利要求1所述的一种分布式燃油测试系统 ，其特征在于：所述CAN总线为屏蔽双绞线，每个所述信号测量单元到CAN总线的距离不大于30cm。
5.根据权利要求4所述的一种分布式燃油测试系统，其特征在于：所述CAN总线的两端分别连接有一个匹配电阻，所述匹配电阻的电阻为120欧姆。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种分布式燃油测试系统，其特征在于：所述传感器包括
油量传感器，所述油量传感器为电容式液位传感器，用于测量油箱内燃油油量高度；
温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻温度传感器，用于测量油箱内的燃油温度；以及
介电常数传感器，所述介电常数传感器为电容式传感器，用于测量油箱内燃油的介电常数；
每个油箱中均设置有所述油量传感器、所述温度传感器和所述介电常数传感器。
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