CN112816126A - 一种用于飞行试验的智能柔性测压带 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞行试验中压力分布测量技术领域，具体涉及一种飞行试验压力分布测量的智能柔性测压带。所述测压带包括：设置于柔性测压带基板上的多个依次数据连接的压力测量单元；每个压力测量单元包括多个通道结构，每个通道结构包括压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元、数据通讯单元、数据传输单元；所述压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元、数据通讯单元、数据传输单元依次数据连接。本发明能够与机翼等部件外形紧密贴合，具有精度高、重量轻、易改装、便于维护等特点。
Description
技术领域
本发明属于飞行试验中压力分布测量技术领域，具体涉及一种飞行试验压力分布测量的智能柔性测压带。
背景技术
飞行试验压力分布测量是气动载荷和气动特性研究的重要手段，其结果不仅可以直接给出部件测试剖面上的气动力分布、计算部件总载荷，还可以用于确定机翼最小压力点位置、激波位置、气流分离及压心位置，从而为飞行载荷验证、机翼性能研究、绕翼流场研究提供依据。目前国内飞行试验压力分布测量最常用的方法是基于扫描阀的试验件打孔法，该方法存在数据传输复杂、试验成本高、改装困难、飞行维护工作量大等缺点，且对于机翼等内部含有油箱的部件无法实施。因此，急需研究一种数据智能处理、安装维护方便的飞行试验测压带。
发明内容
本发明的目的：设计一种用于部件飞行载荷验证和气动力飞行测量的智能柔性测压带，集压力感受、信号采集、数据修正及处理、数据传输等功能于一体，能够与机翼等部件外形紧密贴合，具有精度高、重量轻、易改装、便于维护等特点。
本发明的技术方案：提供一种用于飞行试验的智能柔性测压带，其特征在于，所述测压带包括：设置于柔性测压带基板上的多个依次数据连接的压力测量单元；每个压力测量单元包括多个通道结构，每个通道结构包括压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元、数据通讯单元、数据传输单元；所述压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元、数据通讯单元、数据传输单元依次数据连接；
其中，压力感受单元用于感受外部测点处的气动压力，并将压力值传输至信号采集单元；
信号采集单元用于对压力感受单元反馈的实测压力值进行采集及数模转换，并发送给数据处理单元；
数据处理单元用于对接收到的数据进行温补算法处理并发送给数据通讯单元；
数据通讯单元用于将接收到的数据转换为物理量，并发送给数据传输单元；通过数据处理单元和数据通讯单元可实现传感器零点校准和标定参数查询；
数据传输单元用于接收实测数据并根据CAN总线通讯协议进行数据转换、排序及向机载测试系统的数据发送。
所述柔性基板具有柔性，能够与测试部件外形紧密贴合，用于压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元和数据通讯单元及数据传输单元的集成。
进一步地，所述测压带的最大厚度不超过2.4mm。
进一步地，所述测压带的最小弯曲半径不超过35mm，能够适应机翼外形并与其紧密贴合。
进一步地，压力感受单元的周围设置有保护围栏。
进一步地，压力感受单元布置在柔性测压带基板中心线两侧。
进一步地，柔性测压带基板为柔性电路板；柔性测压带基板设置为3层板，其中上、下两层板为屏蔽层，中间层板为信号传输层。
本发明的优点：该测压带充分考虑运输机机翼等部件气动力高精度测量需求，在每个测点处均设有高精度压力测量单元及备份测试通道。将测量数据在测试系统的前端转化为数字信号，同时兼具高度集成性，多通道测试数据以总线发送至机载测试系统。具有测量精度高、重量轻、气动外形影响小、机上改装便利等优势。
该测压带将压力感受单元、信号采集单元、数据处理和通讯单元、数据传输单元等集成在柔性测压带基板上，测压带可与机翼表面外形贴紧密合，降低了测试改装对气动外形的影响。同时，通过1根四芯电缆实现了多通道的供电和数据传输，飞机改装周期大大缩短，改装难度也大为降低。
附图说明
图1为本实施例提供的的智能柔性测压带示意图；
图2为本实施例提供的压力测量单元的示意图；
图3为本实施例提供的单通道工作原理图；
图4为本实施例提供的柔性基板分层布线示意图。
具体实施方式
本实施例，提供一种用于飞行试验的智能柔性测压带，是基于压力感受单元研发的运输机机翼等部件压力分布飞行实测的设备，如图1所示。飞行试验压力分布测量测压带充分考虑机翼等部件压力分布测量实测需求，在同一柔性基板上根据测量位置设计测点布局。每个压力测量单元对应一个测量点。所有测量单元共用一根总线进行供电和数据传输。
图2为本申请实施例提供的压力测量单元的示意图，压力测量单元主要由压力感受单元1、信号采集单元2、数据处理单元3、数据通讯单元4、数据传输单元5及柔性测压带基板等构成。
本实施例，测压带根据飞行实测需求将压力感受单元以规定间隔分布在柔性基板上，压力感受单元布置在测压带中心线处，保证所有感受单元在测试部件同一展向位置上。测压带上所有测点的测量数据通过CAN总线向外部机载测试系统进行传输。测压带上各压力测量单元共用一组CAN总线，CAN总线包括电源+、电源-、CANH(信号正)、CANL(信号负)；在测压带末端预留一根四芯线与外部测试系统连接。
本实施例，用于飞行试验的智能柔性测压带主要技术指标如下:
1)测压带厚度：2.4mm；
2)压力感受单元的量程：0～15PSIA；PSI为压力单位，A表示绝压测量。
3)单条具有4个压力测量元的测压带质量约30g；具有柔性最小弯曲半径不超过35mm，能够与机翼等型面紧密贴合。
本实施例，柔性测压带基板为柔性电路板；柔性测压带基板设置为3层板，其中上、下两层板为屏蔽层，中间层板为信号传输层，如图4所示，屏蔽层由过孔连接且和传输层不连接，屏蔽层对测压带的数据采集和信号传输起到电磁屏蔽作用。柔性基板表面分布各信号线过孔，同时为保护过孔不会因误碰触引起短路，通道过孔及线路板表面设计阻焊层对线路进行保护。同时在柔性基板背部粘贴面非信号区域设计阻焊层开窗区，增强粘贴效果。
本实施例的工作原理：
如图3所示，压力感受单元(即压力传感器)将感受到的测试介质(如空气)压力转换成直流mv电信号并传输给信号采集单元进行数模转换。数据处理单元接收来自信号采集单元的温度和压力数据，并根据预置的校线进行温度补偿计算。数据通讯单元输出实测数据的物理量。
数据传输单元将接收到的物理量根据CAN通讯协议进行数据转换、排序及向机载测试系统的数据发送。
压力感受单元封装在陶瓷基板上，之后粘贴在柔性基板的测量区域，陶瓷基板的两端通过焊接的方式进行二次固定。围栏粘贴在陶瓷基板上对压力感受单元起到保护作用。
Claims (8)
1.一种用于飞行试验的智能柔性测压带，其特征在于，所述测压带包括：设置于柔性测压带基板上的多个依次数据连接的压力测量单元；每个压力测量单元包括多个通道结构，每个通道结构包括压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元、数据通讯单元、数据传输单元；所述压力感受单元、信号采集单元、数据处理单元、数据通讯单元、数据传输单元依次数据连接；
其中，压力感受单元用于感受外部测点处的气动压力，并将压力值传输至信号采集单元；
信号采集单元用于对压力感受单元反馈的实测压力值进行采集及数模转换，并发送给数据处理单元；
数据处理单元用于对接收到的数据进行温补算法处理并发送给数据通讯单元；
数据通讯单元用于将接收到的数据转换为物理量，并发送给数据传输单元；
数据传输单元用于接收实测数据并根据CAN总线通讯协议进行数据转换和排序。
2.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，所述测压带的最大厚度不超过2.4mm。
3.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，所述测压带的最小弯曲半径不超过35mm。
4.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，压力感受单元的周围设置有保护围栏。
5.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，压力感受单元布置在柔性测压带基板中心线两侧。
6.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，柔性测压带基板为柔性电路板；柔性测压带基板设置为3层板，其中上、下两层板为屏蔽层，中间层板为信号传输层。
7.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，所述压力感受单元的量程：0～15PSIA；PSI为压力单位，A表示绝压测量。
8.根据权利要求1所述的柔性测压带，其特征在于，所述压力感受单元封装于陶瓷基板之后，再设置于柔性测压带基板。
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