CN111208797A

CN111208797A - 飞机航空发动机电子调节器综合测试仪

Info

Publication number: CN111208797A
Application number: CN201911327818.3A
Authority: CN
Inventors: 陈旭; 周维; 钟睿; 李洪斌; 董宝君; 何燕; 陈晋; 张波
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: CN111208797B

Abstract

本发明公开一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其是一种无需人干预的自动化测试系统。具有测试速度快，精度高，结果直观，数据管理方便等特点，可以广泛用于各种不同类型的飞机机载设备检测系统的搭建,应用前景非常广泛，可以替代现有的欧美同类系统，以及对已经引进的欧美、俄制系统的更新换代。

Description

飞机航空发动机电子调节器综合测试仪

技术领域

本发明涉及自动化检测、虚拟仪器领域，尤其涉及一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪。

背景技术

随着航空发动机性能的提高和电子控制技术的发展，发动机控制系统已由原来的机械液压式发展到现在的电子模拟式。在航空发动机定期检测和定时大修工艺中，发动机的检测是主要内容之一。目前的航空发动机检测大都具有检测参数多、电气特性广泛、信号类型多样的特点。传统的检测手段是利用分离仪器人工操作，按照大修说明书和技术规程，人工逐项检查，手动记录数据，这种方式具有工序繁琐、效率低下的特点，并且依赖工作人员的工作状态，测试结果复现率较差，往往是同一台待测对象，不同的检测人员不同时间的检测结果差别不小，给后续修理、试飞造成不小的麻烦。

因此，在当前工业自动化和计算机技术、电子信息技术飞速发展的大环境下，充分利用当前先进的计算机技术，测控技术，电子技术来研究一套具有广泛通用性和极好扩展性的针对航空发动机电子控制系统的自动化测试系统，即依据传感器传来的速度，位移，方位等等信号，通过传感器转化为响应的高精度电子信号，通过高速采样AD，进入计算机系统，形成相依的信息。利用计算机进行建模，控制，监视。并且动态实时的将需要控制的信号通过执行器传给调节器，从而达到在地面环境中模拟飞机飞行姿态的目的。在此基础上对调节器的工作情况进行检查。就是一项具有良好前景的研究工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其是一种无需人干预的自动化测试系统。具有测试速度快，精度高，结果直观，数据管理方便等特点。可以广泛用于各种不同类型的飞机机载设备检测系统的搭建，应用前景非常广泛，可以替代现有的欧美同类系统，以及对已经引进的欧美、俄制系统的更新换代。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，包括：

计算机模块，计算机模块连接有USB接口、以太网接口、输入和输出装置；

总线；

均与总线连接的模数转换模块、可编程计数器、数模转换模块、数字I/O模块、高速模数转换模块及高速数模转换模块，所述模数转换模块、可编程计数器、数模转换模块、数字I/O模块、高速模数转换模块及高速数模转换模块通过总线与计算机模块连接；

模数转换模块、可编程计数器、数模转换模块、数字I/O模块、高速模数转换模块及高速数模转换模块的输入端均与接口适配器连接，接口适配器上具有若干个接口；

电子调节器，电子调节器与接口适配器连接。

所述总线为CompactPCI总线。

所述计算机模块为CPCI37003U计算机模块。

本发明的有益效果在于：

本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其是一种无需人干预的自动化测试系统。具有测试速度快，精度高，结果直观，数据管理方便等特点。可以广泛用于各种不同类型的飞机机载设备检测系统的搭建，应用前景非常广泛，可以替代现有的欧美同类系统，以及对已经引进的欧美、俄制系统的更新换代。

附图说明

图1为本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪系统硬件电气原理示意图；

图2为本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪与电气调节器采用检测电缆连接时的原理图；

图3为本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪后面板上接口适配器上的各接口及与电源连接示意图；

图4为本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪后面板上接口适配器上的各接口实体结构示意图；

图5为电子调节器宽脉冲信号形状对比图。

图6为电子调节器综合测试仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，包括：

计算机模块，其用于对信号的分析、处理、显示、记录，计算机模块为CPCI37003U计算机模块，该计算机模块连接有USB接口、以太网接口、显示器和键盘；

CompactPCI总线；

电子调节器，电子调节器与接口适配器连接。

下面对本飞机航空发动机电子调节器综合测试仪内部的各个系统模块进行详细说明：

1.1模拟/数字量转换模块在本系统中的应用。

A/D：主要用来采集航空发动机电子调节器内部的各种直流电压、电流、低频模拟量信号等，起到了实时监测、转换的作用，取代了传统仪器上众多的电压表头，简化了操作，提高了测量的精度和维护可靠性。

1.2数字/模拟量转换模块

数字/模拟量模块的应用主要是飞机上的各种传感器模拟量信号，压力传感器输出模拟电压信号，送给发动机电子调节器和模拟发动机电子调节器内部某一个组件的直流模拟量信号。取代了传统仪器上众多的电位器，简化了操作，提高了测量的精度。

1.3离散、数字量输入及输出模块

数字输入操作恰好就是从对应的寄存器中读出数据，而数字输出操作则是将数据写入相应的寄存器中，数字I/O寄存器的格式，D/O数据通道能以16bits形式一起读或写。

2.1高速模数转换模块在本系统中的应用，其能够采集与各种传感器送给发动机电子调节器的模拟量信号、开关、频率、周期等信号。

2.2高速数字/模拟变换模块在本系统中的应用，高速数字/模拟转换模块非常适合于过程控制等领域的诸如波形发生，标准模拟信号的产生，由高速的D/A转换器实现，由内部软件控制，并可显示结果。能够产生满足机上的各种传感器送给发动机电子调节器的频率、周期模拟量信号的模拟，包括f_TK ^cnap模拟信号、f_TK模拟信号、低频信号发生器、脉冲信号发生器。

3.1接口适配器模块

接口适配器模块插入总线模板上，它直接和后面板上的插座的信号联接。将来自发动机电子调节器的各种信号进行分类、信号整形、电压值变换，然后送到所对应的各个模块上去。而来自发动机电子调节器综合检测仪的模拟飞机上的各种传感器的信号也将通过接口适配器模块送到发动机电子调节器中去。

综上所述，如图1所示，本飞机航空发动机电子调节器综合测试仪(以下称测试仪)是基于CompactPCI总线的检测平台，系统采用了CompactPCI总线标准机箱的体系结构，并采用高性能CompactPCI总线嵌入计算机模块，CompactPCI总线上的模数转换模块、可编程计数器、数模转换模块、数字I/O模块、高速模数转换模块及高速数模转换模块在物理层面上是3U规格的CPCI/PXI办卡，具有输出相应的I/0接口，各个模块之间通过PXI背板总线(也即接口适配器)通过PXI协议进行连接。

实施中，本测试仪与被测产品--电子调节器已事先连接好，软件己事先编程好，系统控制计算机根据测试程序进行手动、自动测试，本测试仪通过内部系统控制计算机连接到CompactPCI总线机箱总线母板上，通过CompactPCI总线上的母板实现系统控制计算机与卡式仪器或功能模块之间的信号激励、数据控制、数据采集。

本测试仪上的接口适配器是把被测产品与本测试仪连为一体，以实现测试，测试用的接口适配器根据系统测试信号端口信号的分类，以实现被测产品所需信号的适应性，系统测试信号端口信号分类为被测产品供电电源端口，数字电路逻辑输入端口、输出端口，数字开关量控制输出，被测产品通过专用的适配接口完成与本测试仪系统信号连接，再根据被测产品接插件连接实际信号的特征，确定本测试仪测试端口各引脚信号特征、状态、相互之间关系等，为测试提供编程数据。

本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪在具体的实施中：

其电子调节器(也即飞机航空发动机电子调节器)物理存在上是一个长宽高分别为200mmX250mmX150mm长方体状，其上有4个航空电缆接口，分别为X1至x4表示， (图3所示)，其上的4个航空电缆接口通过检测电缆连接到本本发明的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪后面板上的几个对应的航空接口CZ1到CZ13上，而后，再通过本测试仪器内部的接线连接到信号源板、采集板、调理板的相应线路接口上(这样做是为了以后检修、校验方便)。

本测试仪器内部的信号源板、采集板、调理板均与CompactPCI总线连接，其中，信号源板也即信号发生系统，可以产生如下信号：正弦信号，1-1MHz，0.5-32V；三角信号：1-200KHz，0.5-32V；方波信号：1-100KHz，0.5-32V；429信号；任意波形信号：大约1-80KHz，±16V。

调理板也即信号调理系统，其可以调理如下输入信号：幅度±220V，频率不高于1GHz，调理后信号幅度降至±15V，频率不变。

采集板也即信号采集系统，其可以采集如下特征信号：幅度±15V，频率不大于400KHz，可以同时采集8通道。

下面，我们以电子调节器其中的一个技术指标“执行机构И M-47控制宽脉冲信号参数”的检测为例来说明这个过程，需说明的是，以下标号为本领域内常规技术用语标号。

1、执行机构И M-47控制宽脉冲信号参数检查；

2、接通测试仪面板上的“B y27V”开关；

3、将测试仪软件控制面板上的开关“Π_CT”和“活门”放到“接通”位置，将转换开关“Π_TK”放到“OC”位置，将转换开关“Π_TK ^cnap”放到“Π_TK”位置，调定f_TK为 1080Hz(在“f_TK”输入框内输入1080，按下回车，新的值就设置成功。注，以下所有的 f_TK，f_CT，f_TK ^cnap，的频率值和U_PH的电压值的调节，以及PT的占空比的调节都是用这种方法)。

4、在软件控制面板上按表1调定相应于PH＝1千克力/厘米²，t_H＝15℃的f_TK的频率值；调定f_CT＝(750±10)Hz。

5、调定Rt＝105.94欧档位，调定U_PH＝7.43伏(对应PH＝1千克力/厘米²时的U_PH的值)。

6、按表1调整U_PH和Rt，确定f_TK频率限制初始特定值。

注：在调定新的U_PH和Rt值时允许信号灯“MKT-163”闪亮。

以下我们以测量Rt＝105.94欧，U_PH＝7.43伏的条件下的f_TK频率限制初始特定值为例说明测量f_TK频率限制初始特定值的方法：

7、在表1中查到对应Rt＝105.94欧，U_PH＝7.43伏时标准的f_TK频率标准限制初始特定值为1019.5Hz。调定f_TK＝1010.5Hz(即先调到比表中给定的标准低10Hz的位置)，此时ИM-47不启动(没有正常工作的声音)，И M-47灯不亮。然后按1Hz的步进量，逐步增加f_TK的值。观察И M一47启动和И M-47灯连续闪亮瞬间的值就是实际测量到的在 Rt＝105.94欧，U_PH＝7.43伏时的f_TK的实际频率限制初始特定值。得到这个值，在“参数记录”上选择相应的项目，点击“取数”按钮把测试结果取到结果缓冲区中，然后再按“确定”按钮存起来。

8、在测试仪前面板上的“ИM”接口上接上数字示波器，将示波器屏幕上显示的27伏电压参数与图5参数对比，判断是否合格。

注：脉冲宽度与调节器产生的控制作用的大小成正比。

电子调节器宽脉冲信号的最小脉冲宽度应为0～176微秒，最大宽度应为(38.6_-3.0 ^+1.0) 毫秒。

9、断开电子调节器控制台的开关“r”，调节器形成的最大脉冲宽度的宽脉冲信号。

10、用频率计或示波器测量宽脉冲信号的周期和最大脉冲宽度。

11、调定频率f_TK等于980Hz。

12、记录宽脉冲信号的脉冲宽度，这个时候脉冲宽度应该是在0～176微秒的范围内。

13、记录测试结果，并依次把结果存入到数据缓冲区中。

14、通过上述步骤即可得到测试数据，得到的测试数据可通过与计算机模块连接的显示器显示出来。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其特征在于：包括：

总线；

电子调节器，电子调节器与接口适配器连接。

2.如权利要求1所述的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其特征在于：所述总线为CompactPCI总线。

3.如权利要求1所述的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其特征在于：所述计算机模块为CPCI37003U计算机模块。

4.如权利要求1所述的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪，其特征在于：所述输入和输出装置分别为键盘和显示器。

5.根据权利要求1所述的飞机航空发动机电子调节器综合测试仪的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、执行机构ИМ-47控制宽脉冲信号参数检查；

S2、接通测试仪面板上的“ВУ27V”开关；

S3、将测试仪软件控制面板上的开关“П_CT”和“活门”放到“接通”位置，将转换开关“П_TK”放到“OC”位置，将转换开关“П_TK ^cnap”放到“П_TK”位置，调定f_TK为1080Hz,在“f_TK”输入框内输入1080，按下回车，新的值就设置成功。注，以下所有的f_TK，f_CT，f_TK ^cnap，的频率值和U_PH的电压值的调节，以及PT的占空比的调节都是用这种方法。

S4、在软件控制面板上按表1调定相应于PH＝1千克力/厘米²，t_H＝15℃的f_TK的频率值；调定f_CT＝(750±10)Hz。

S5、调定Rt＝105.94欧档位，调定U_PH＝7.43伏,对应PH＝1千克力/厘米²时的U_PH的值。

S6、按表1调整U_PH和Rt，确定f_TK频率限制初始特定值。

注：在调定新的U_PH和Rt值时允许信号灯“MKT-163”闪亮。

S7、在表1中查到对应Rt＝105.94欧，U_PH＝7.43伏时标准的f_TK频率标准限制初始特定值为1019.5Hz。调定f_TK＝1010.5Hz,即先调到比表中给定的标准低10Hz的位置，此时ИМ-47不启动，ИМ-47灯不亮。然后按1Hz的步进量，逐步增加f_TK的值。观察ИМ-47启动和ИМ-47灯连续闪亮瞬间的值就是实际测量到的在Rt＝105.94欧，U_PH＝7.43伏时的f_TK的实际频率限制初始特定值。得到这个值，在“参数记录”上选择相应的项目，点击“取数”按钮把测试结果取到结果缓冲区中，然后再按“确定”按钮存起来。

S8、在测试仪前面板上的“ИМ”接口上接上数字示波器，将示波器屏幕上显示的27伏电压参数与图5参数对比，判断是否合格。

注：脉冲宽度与调节器产生的控制作用的大小成正比。

电子调节器宽脉冲信号的最小脉冲宽度应为0～176微秒，最大宽度应为(38.6_-3.0 ^+1.0)毫秒。

S9、断开电子调节器控制台的开关“r”，调节器形成的最大脉冲宽度的宽脉冲信号。

S10、用频率计或示波器测量宽脉冲信号的周期和最大脉冲宽度。

S11、调定频率f_TK等于980Hz。

S12、记录宽脉冲信号的脉冲宽度，这个时候脉冲宽度应该是在0～176微秒的范围内。

S13、记录测试结果，并依次把结果存入到数据缓冲区中。

S14、通过上述步骤即可得到测试数据，得到的测试数据可通过与计算机模块连接的显示器显示出来。