CN111141323A - 一种航空传感器参数测量方法及测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种航空传感器参数测量方法，包括：配置与待测传感器和多个测量单元连接的多通道测量模块的步骤；配置与控制多通道测量模块内的通道通断的控制单元的步骤；配置连接工控机与多通道测量模块的串行总线，以及配置连接工控机与多个测量单元的通用扩展接口的步骤；根据工控机指令，测量单元执行测量步骤后将数据返回的步骤；将返回数据与预置参数的比对结果输出的步骤，其能够取代现有技术下通过人工方式测量方式，通过多个继电器连接多个待测传感器与多个测试设备，构成多个通道，再通过工控机控制通道间的切换，以实现对多个待测传感器的多项参数技术指标进行逐个测试，显著提高了检测效率；实现参数自动化测量，自动化输出、存储。

Description

一种航空传感器参数测量方法及测量装置

技术领域

本发明属于航空发动机传感器技术领域，具体地说，涉及一种航空传感器参数测量方法及测量装置。

背景技术

航空发动机中的电气附件是各控制系统的基本组成单位，其应用于各种电气参数的获取和相关控制系统的调节。其中，航空发动机传感器的参数技术指标要求较高，需要测量包含重量、标识、尺寸、电阻、电流、电压、温度、绝缘参数、极性参数在内的各项传感器的参数技术指标进行准确测量和记录归档。

然而，现有技术下，发动机中对传感器的需求量巨大，且涉及到型号、规格、外形各不相同的多种传感器，各型产品批次繁杂、数量波动大，故而，难以通过流水线式的自动化测试，实现对上述的不同规格外观的传感器进行统一测试。

为应对上述技术问题，出于设备质量和成品安全的考虑，现阶段只能通过人工方式，对不同规格、型号、外形的传感器的进行逐个测试，以准确测量其各项参数技术指标，而后再通过人工方式对测量结果进行记录和归档。显然，这种测量方法和记录方法虽然保证了每一传感器的技术参数能够符合设定规格标准，但是，同时又存在产品检验周期长，检验效率低下，对检验测量人员的依赖程度较高的技术问题。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决现有技术下航空发动机传感器绝缘性能测量周期长、检验效率低下以及对检验测量人员依赖程度高的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够取代现有技术下通过人工方式测量航空发动机内的多个传感器的多项参数技术指标的方式，实现参数自动化测量，自动化输出、存储的航空传感器参数测量方法及测量装置。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种航空传感器参数测量方法，所述参数测量方法包括以下步骤：配置与待测传感器和多个测量单元连接的多通道测量模块的步骤S1；配置与控制所述多通道测量模块内的通道通断的控制单元的步骤S2；配置连接工控机与所述多通道测量模块的串行总线，以及配置连接所述工控机与所述多个测量单元的通用扩展接口的步骤S3；根据工控机指令配置至少一所述测量单元档位，所述测量单元执行测量步骤后将数据返回的步骤S4；将返回数据与预置参数的比对结果输出的步骤S5。

优选地，在所述步骤S1中，配置所述多通道测量模块的步骤包括：配置多组继电器构成多路通道的步骤S11；将所述通道的多个输入节点与所述多个测量单元的输出节点对应连接，并将多个测量单元的输入节点与所述工控机的输出节点连接的步骤S12；将多个所述通道的输出节点与多个待测传感器连接的步骤S13。

进一步优选地，在所述步骤S4中，所述工控机发送指令配置所述测量单元档位的步骤包括：所述工控机根据传输协议发送指令，并通过串行总线发送至对应的至少一个所述测量单元，并控制该测量单元进行相应的动作。

更进一步优选地，所述步骤S4中，还包括控制所述通道对应的所述继电器吸合，实现通道切换的步骤S41。

再进一步优选地，所述步骤S4中，所述测量单元执行相应动作的步骤包括：读取所述预置参数的步骤；配置计算测量次数的计数器，和计算测量时间的计时器的步骤；按照设定采集频率连续多次获取当前参数值并与所述预置参数的标准值对比，并实现所述计数器加一或者减一，直至所述计数器达到设定次数和/或所述计时器达到设定时间后停止的步骤；对对比结果进行存储的步骤；其中，若当前参数值大于所述标准值，则计数器加一，若当前参数值小于所述标准值，则计数器减一。

优选地，在所述步骤S5中，配置预置参数的步骤包括：配置单个测量周期测量的各项参数的步骤S51；配置各测量参数、测量次数以及测量时间的上限和下限的步骤S52。

进一步优选地，所述步骤S5中，将所述返回数据与预置参数的比对步骤包括：快速多次采样的多组返回数据，与所述预置参数进行逐一对比，对大于所述参数的上限/小于所述参数的下限的返回数据进行舍弃，将余下的多次/多组所述返回数据分别进行加权求平均，将平均值作为采样结果输出。

相应的，本发明还提供了一种基于上述的航空传感器参数测量方法的航空传感器参数测量装置，所述测量装置包括：至少一测量设备；与至少一待测传感器连接和所述测量设备连接的多通道切换装置；工控机，该工控机通过通道扩展接口和/或串行总线分别与所述测量设备和所述多通道切换装置连接；输出装置，该输出设备通过输出总线与所述工控机连接；存储装置，该存储装置通过网络总线与所述工控机连接，其中，所述工控机发送指令控制多通道切换装置中的通道通断，以控制所述测量设备开启并对所述待测传感器进行测量。

优选地，所述多通道切换装置包括多组继电器，每一所述继电器的输入端与所述测量单元的输出端连接，所述测量单元的输入端与所述工控机的输出节点连接，所述继电器的输出端与待测传感器连接。

进一步优选地，所述多通道切换装置还包括控制单元，所述控制单元与所述工控机连接，所述控制单元接收所述工控机的指令，控制所述多通道切换装置内的多个所述继电器中的吸合，以实现与所述继电器对应通道的通断。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、通过多个继电器连接多个待测传感器与多个测试设备，构成多个通道，再通过工控机向控制单元发送指令，并通过串行接口传输并解码控制通道间的切换，这样，可以通过顺次切换与测试设备连通的通道，以实现对多个待测传感器的多项参数技术指标进行逐个测试，从而取代了现有技术下通过人工方法逐个测试的方式，显著提高了检测效率；

2、测量单元执行测量时，是读取预置参数，并配置计算测量次数的计数器和计算测量时间的计时器，然后按照设定的采集频率对传感器的各项参数技术指标进行多次连续采集，并将采集到的数据与预置参数中的标准值进行比较，每采集一次则将计数器加一或者减一，直至计数器达到设定次数，同时，计时器对整个采集过程进行计时，则当测量时间超过设定时间后，则判定采集的极性参数出现大幅度波动，则输出异常结果，从而，通过计数器和计时器的同步测量，实现参数极性的快速测量，以进一步提高测量效率，改善测量精度；

3、预置参数中设定单个测量周期测量的各项参数以及单个测量周期内的各项参数、测量次数以及测量时间的上限和下限，通过各项参数的范围将不符合预置参数的返回数据进行舍弃，再将符合预置参数的返回数据进行加权求平均后作为采样结果输出，这样，提高了输出数据的准确性和可信度；

4、多个继电器与多个待测传感器连接，多通道切换模块切换至相应通道，分别依次测量待测传感器的包含重量、标识、尺寸、电阻、电流、电压、温度、绝缘参数、极性参数在内的各项传感器的参数技术指标，并且通过输出设备进行输出，优化了传感器参数测量方法，实现传感器参数自动化测量；

5、输出装置通过输出总线与工控机连接，输出装置实时将返回数据和采样数据进行输出，输出可以是通过显示器进行显示，又或者是通过打印机直接打印输出，同时，设置存储装置，存储装置通过网络总线与工控机实现数据连接，将测量数据存储，进一步地，可以通过建立数据表或者数据库对测量数据进行归整，以便于调取、查询，提高航空设备生产和测试的效率及质量。

附图说明

图1为流程图，示出了本发明的一个较佳实施例中所述的航空传感器参数测量方法的流程；

图2为流程图，示出了图1所示的较佳实施例中配置多通道测量模块的步骤；

图3为流程图，示出了图1所示的较佳实施例中配置测量单元执行动作的流程；

图4为框架图，示出了本发明的另一较佳实施例中所述航空传感器参数测量装置的框架结构；

其中：10、测量设备；20、待测传感器；30、多通道切换装置；31、继电器；32、控制单元；40、工控机；50、串行总线；60、输出总线；61、输出装置；70、网络总线；71、存储装置。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一种航空传感器参数测量方法及测量装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图1为流程图，示出了本发明的一个较佳实施例中所述的航空传感器参数测量方法的流程。参看图1，本发明的该较佳实施例中所述的航空传感器参数测量方法包括以下步骤：配置与待测传感器和多个测量单元连接的多通道测量模块的步骤S1；配置与控制所述多通道测量模块内的通道通断的控制单元的步骤S2；配置连接工控机与所述多通道测量模块的串行总线，以及配置连接所述工控机与所述多个测量单元的通用扩展接口的步骤S3；根据工控机指令配置至少一所述测量单元档位，所述测量单元执行测量步骤后将数据返回的步骤S4；将返回数据与预置参数的比对结果输出的步骤S5。

在本发明中，所述的通道是由多个继电器对应连接多个待测传感器与多个测量单元以构成通道，通过控制多个所述通道的通断，也即控制每一通道对应的继电器的吸合，从而通过控制通道的通断以实现通道的切换，继而实现多个待测继电器的顺次逐个测量。图2为流程图，示出了图1所示的较佳实施例中配置多通道测量模块的步骤。参看图2，具体地说，为每一继电器，也即每一通道，配置通道切换电路，将多个继电器的输入节点与多个测量单元的输出节点对应连接，并将多个测量单元的输入节点与工控机的输出节点连接。采用单片机作为多通道测量模块的控制单元向多个通道发送上位机指令，使其与通道的切换电路实现对应连接。在该实施例中，工控机与控制单元通过串行总线连接，而控制单元又是通过串行总线，例如RS232串行总线，又或者是通用扩展接口，例如USBHUB，分别与多个通道实现连通，并同时，配置与每一通道或者每一继电器切换电路连通的串行接口。工控机发送指令，并通过串行总线传输至控制单元，控制单元的串行接口接收指令后，对控制单元发送的指令进行解码后传输，并且控制通道的通断和切换，并最终控制测量单元执行相应的动作。

多个测量单元各自完成不同的测量项目，例如可以是绝缘电阻测试仪以测量传感器的绝缘性能，又或者是测量传感器质量参数的电子秤，测量传感器尺寸的游标卡尺，测量传感器初始化参数的扫描枪等，测量单元可以是包含上述测量设备中的一种或者多种，并且，如前所述，通过通道切换电路，可以是根据指令控制某一路继电器对应的通道打开，从而实现单一目的的测量，也可以是控制多路继电器按照先后顺序顺次通道，从而实现传感器多个参数技术指标的逐个测量，当然，还可以是使得多个通道中的部分通道，实现几项参数的同步测量。

工控机发送指令将测量单元设定至测量单位的过程是通过工控机根据传输协议发送上位指令，再通过串行总线发送至对应的至少一个测量单元。图3为流程图，示出了图1所示的较佳实施例中配置测量单元执行动作的流程。参看图3，在该较佳实施例中，每一测量单元分别配置用于计算测量采样次数的计数器，以及用于计算测量采样时间的计时器，并为每一参数技术指标设定预置参数。预置参数中包括了单个测量周期测量的各项参数以及每一参数、测量次数和测量时间的上限参考值和下限参考值。当执行测量采集后，测量单元执行读取预置参数，并按照设定采集频率连续多次获取当前传感器的对应参数值，并将测量结果与预置参数中的参考值进行对比，每次比对后，若当前参数值大于参考值，则计数器相应执行加一的步骤，若当前参数值小于参考值，则计数器相应执行减一的步骤，。计数器计数直至达到预置参数中的测量次数上限参考值或者下限参考值停止。同时，在上述过程中，计时器对采集过程进行计时，当计时器达到预置参数中的测量时间上限参考值时停止。以测量待测传感器对应温度下的电阻或者电压值为例，预先读取预置参数中的常温数据(电阻或者电压)，而后将热风枪对准待测传感器进行加热，此时工控机控制电阻测试仪或者数字表所在的通道连通，并且设定电阻测试仪或者数字表为电阻或者电压测量档位，连续测量的过程中，计时器对测量过程进行计时，将测量的返回数据与预置参数中的常温数据进行比对，如大于常温参数则计数器执行加一的步骤，如小于常温参数则计数器执行减一的步骤，直至达到预置参数中的测量次数上限参考值后停止，或者直至达到预置参数中的测量时间上限参考值后停止。

测量结果与预置参数中的参考值进行对比的过程，是将快速多次采样的多组返回数据，与预置参数中该参数的上限参考值和下限参考值进行逐一对比，对大于上限参考值或者小于下限参考值的返回数据进行舍弃，并将余下的多次采集的多组代表不同测量参数的返回数据分别进行加权求平均，将得到的平均值作为采样的最终结果。

相应的，本本发明还提供了一种基于上述的航空传感器参数测量方法的航空传感器参数测量装置。图4为框架图，示出了本发明的另一较佳实施例中所述航空传感器参数测量装置的框架结构，参看图4，在本发明的另一较佳实施例中所述的航空传感器参数测量装置包括多个测量设备10，多个待测传感器20，连接测量设备10和待测传感器的多通道切换装置30，以及通过通道扩展接口和/或串行总线分别与测量设备10和多通道切换装置30连接的工控。工控机40发送指令控制多通道切换装置30中的通道通断，从而控制多个测量设备10开启并对待测传感器20进行测量。

多通道切换装置30中的多个通道，是由多组继电器31构成，每一继电器31的输入端与测量设备10的输出端连接，测量设备10的输入端与工控机40的输出节点连接，继电器31的输出端与待测传感器20连接。采用单片机作为多通道切换装置30的控制单元32向多个通道发送上位机指令，使其与通道的切换电路实现对应连接。在该实施例中，工控机40与控制单元32通过串行总线50连接，而控制单元又是通过串行总线，例如RS232串行总线，又或者是通用扩展接口，例如USBHUB，分别与多个通道实现连通，并同时，配置与每一通道或者每一继电器切换电路连通的串行接口。工控机40发送指令，并通过串行总线50传输至控制单元，控制单元32的串行接口接收指令后，对控制单元发送的指令进行解码后传输，并且控制通道的通断和切换，并最终控制测量单元执行相应的动作。

多个测量设备各自完成不同的测量项目，例如可以是绝缘电阻测试仪以测量传感器的绝缘性能，又或者是测量传感器质量参数的电子秤，测量传感器尺寸的游标卡尺，测量传感器初始化参数的扫描枪等，测量单元可以是包含上述测量设备中的一种或者多种，并且，如前所述，通过通道切换电路，可以是根据指令控制某一路继电器对应的通道打开，从而实现单一目的的测量，也可以是控制多路继电器设备按照先后顺序顺次通道，从而实现传感器多个参数技术指标的逐个测量，当然，还可以是使得多个通道中的部分通道，实现几项参数的同步测量。

在该实施例中，还包括通过输出总线60与工控机40连接的输出装置61，和通过网络总线70与工控机40连接的存储装置71，输出装置61的输出方式可以是于显示设备上进行显示，也可以是直接通过打印设备进行及时打印输出，从而及时发现隐患，为排故和改进提供更加有说服力和准确的数据。存储装置71将测量数据存储，进一步地，可以通过建立数据表或者数据库对测量数据进行归整，以便于调取、查询，提高航空设备生产和测试的效率及质量。

由于以上技术方案的采用，本发明相较于现有技术具有以下有益技术效果：

1、通过多个继电器连接多个待测传感器与多个测试设备，构成多个通道，再通过工控机向控制单元发送指令，并通过串行接口传输并解码控制通道间的切换，这样，可以通过顺次切换与测试设备连通的通道，以实现对多个待测传感器的多项参数技术指标进行逐个测试，从而取代了现有技术下通过人工方法逐个测试的方式，显著提高了检测效率；

2、测量单元执行测量时，是读取预置参数，并配置计算测量次数的计数器和计算测量时间的计时器，然后按照设定的采集频率对传感器的各项参数技术指标进行多次连续采集，并将采集到的数据与预置参数中的标准值进行比较，每采集一次则将计数器加一或者减一，直至计数器达到设定次数，同时，计时器对整个采集过程进行计时，则当测量时间超过设定时间后，则判定采集的极性参数出现大幅度波动，则输出异常结果，从而，通过计数器和计时器的同步测量，实现参数极性的快速测量，以进一步提高测量效率，改善测量精度；

3、预置参数中设定单个测量周期测量的各项参数以及单个测量周期内的各项参数、测量次数以及测量时间的上限和下限，通过各项参数的范围将不符合预置参数的返回数据进行舍弃，再将符合预置参数的返回数据进行加权求平均后作为采样结果输出，这样，提高了输出数据的准确性和可信度；

4、多个继电器与多个待测传感器连接，多通道切换装置切换相应通道，分别依次测量待测传感器的包含重量、标识、尺寸、电阻、电流、电压、温度、绝缘参数、极性参数在内的各项传感器的参数技术指标，并且通过输出设备进行输出，优化了传感器参数测量方法，实现传感器参数自动化测量；

5、输出装置通过输出总线与工控机连接，输出装置实时将返回数据和采样数据进行输出，输出可以是通过显示器进行显示，又或者是通过打印机直接打印输出，同时，设置存储装置，存储装置通过网络总线与工控机实现数据连接，将测量数据存储，进一步地，可以通过建立数据表或者数据库对测量数据进行归整，以便于调取、查询，提高航空设备生产和测试的效率及质量。

以上对本发明做了详尽的描述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航空传感器参数测量方法，其特征在于，所述参数测量方法包括以下步骤：

配置与待测传感器和多个测量单元连接的多通道测量模块的步骤S1；

配置与控制所述多通道测量模块内的通道通断的控制单元的步骤S2；

配置连接工控机与所述多通道测量模块的串行总线，以及配置连接所述工控机与所述多个测量单元的通用扩展接口的步骤S3；

根据工控机指令配置至少一所述测量单元档位，所述测量单元执行测量步骤后将数据返回的步骤S4；

将返回数据与预置参数的比对结果输出的步骤S5。

2.根据权利要求1所述的航空传感器参数测量方法，其特征在于，在所述步骤S1中，配置所述多通道测量模块的步骤包括：

配置多组继电器构成多路通道的步骤S11；

将所述通道的多个输入节点与所述多个测量单元的输出节点对应连接，并将多个测量单元的输入节点与所述工控机的输出节点连接的步骤S12；

将多个所述通道的输出节点与多个待测传感器连接的步骤S13。

3.根据权利要求2所述的航空传感器参数测量方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述工控机发送指令配置所述测量单元档位的步骤包括：

所述工控机根据传输协议发送指令，并通过串行总线发送至对应的至少一个所述测量单元，并控制该测量单元进行动作。

4.根据权利要求3所述的航空传感器参数测量方法，其特征在于，所述步骤S4中，还包括控制所述通道对应的所述继电器吸合，实现通道切换的步骤S41。

5.根据权利要求4所述的航空传感器参数测量方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述测量单元执行动作的步骤包括：

读取所述预置参数的步骤；

配置计算测量次数的计数器，和计算测量时间的计时器的步骤；

按照设定采集频率连续多次获取当前参数值并与所述预置参数的标准值对比，并实现所述计数器加一或者减一，直至所述计数器达到设定次数和/或所述计时器达到设定时间后停止的步骤；

对对比结果进行存储的步骤；

其中，若当前参数值大于所述标准值，则计数器加一，若当前参数值小于所述标准值，则计数器减一。

6.根据权利要求1所述的航空传感器参数测量方法，其特征在于，在所述步骤S5中，配置预置参数的步骤包括：

配置单个测量周期测量的各项参数的步骤S51；

配置各测量参数、测量次数以及测量时间的上限和下限的步骤S52。

7.根据权利要求6所述的航空传感器参数测量方法，其特征在于，所述步骤S5中，将所述返回数据与预置参数的比对步骤包括：

快速多次采样的多组返回数据，与所述预置参数进行逐一对比，对大于所述参数的上限/小于所述参数的下限的返回数据进行舍弃，将余下的多次/多组所述返回数据分别进行加权求平均，将平均值作为采样结果输出。

8.一种基于权利要求1至7所述的航空传感器参数测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

至少一测量设备；

与至少一待测传感器连接和所述测量设备连接的多通道切换装置；

工控机，该工控机通过通道扩展接口和/或串行总线分别与所述测量设备和所述多通道切换装置连接；

输出装置，该输出设备通过输出总线与所述工控机连接；

存储装置，该存储装置通过网络总线与所述工控机连接，其中，

所述工控机发送指令控制多通道切换装置中的通道通断，以控制所述测量设备开启并对所述待测传感器进行测量。

9.根据权利要求8所述的航空传感器参数测量装置，其特征在于，所述多通道切换装置包括多组继电器，每一所述继电器的输入端与所述测量单元的输出端连接，所述测量单元的输入端与所述工控机的输出节点连接，所述继电器的输出端与待测传感器连接。

10.根据权利要求9所述的航空传感器参数测量装置，其特征在于，所述多通道切换装置还包括控制单元，所述控制单元与所述工控机连接，所述控制单元接收所述工控机的指令，控制所述多通道切换装置内的多个所述继电器中的吸合，以实现与所述继电器对应通道的通断。

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