CN202471120U - 一种发动机仪表检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机仪表检测仪，包括输入设备、显示设备、CPU电路板、信号控制电路板和信号采集电路板，所述的输入设备、显示设备、信号控制电路板和信号采集电路板均与CPU电路板连接，该CPU电路板包括工控主板模块，所述的信号控制电路板包括电阻信号发生模块和开关控制模块，所述的信号采集电路板包括电势信号发生模块、PWM波形发生模块、温度测量模块、电流测量模块和压力测量模块。与现有技术相比，本实用新型具有测试功能区域划分清晰、设备升级简单、可扩展性强、易于检修等优点。

Description

一种发动机仪表检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种检测仪，尤其是涉及一种发动机仪表检测仪。

背景技术

各型飞机在出厂前或飞行一段时间后，都需要对飞机上所装配的各类飞行仪表、机载设备等进行检测，以验证相关设备器件的工作状况，保证飞机的飞行安全。

在各种机载飞行仪表中，发动机仪表是各类仪表中最重要的组成部分。根据发动机仪表所采集和指示的工况参数，可以实时监视飞机发动机的工作状态，指导飞行员进行飞行操作，保证飞机飞行最基本的动力供应。发动机仪表检测仪是为了检测上述机载仪表而设计的。

发动机仪表测试相对其他专业信号的测试有其独有的特点，主要包括机型仪表类型繁多、仪表电气信号测试类型涵盖面广、以及不同机型同类仪表信号参数各异等。上述测试需求对测试仪器的设计提出了更高要求，需要在对测试仪器设计时，考虑发动机仪表测试信号类型多、信号参数变化大、测试设备测试功能升级易等特点。

例如在对某型飞机发动机仪表测试仪器进行分析时，其测试需求就包含发动机排气温度表指示器、燃油压力表指示器等14种被试件，测试信号类型包括双电阻信号发生、PWM波形信号发生、毫伏电压信号发生、交流电流信号测量、直流电流信号测量、电阻信号测量、温度信号测量等诸多信号类型，被试件型号多、待测信号种类广。

传统发动机仪表测试仪器的设计一般采用单片机技术与功能芯片结合的方法实现，这类测试设备的设计方法为：首先根据需求分析按信号测试类型分模块设计电路，然后利用单片机在板焊接的方法完成CPU系统的嵌入，最后编制基于所选用单片机的软件控制系统，完成测试设备的制造。而传统测试仪器的设计及应用时有以下几点不足：

第一：传统测试仪表测试功能区域划分不清晰、生产组装困难。传统仪器设计时，受嵌入式CPU架构的影响，一般将所有的测试电路都集成在同一电路板上，功能区域多、电路板面积大、功能区域划分不清晰、所有的信号连接都处于同一电路板上，这造成了设备生产组装时接线繁琐，布局相对杂乱，功能分区不清晰，生产困难且容易因接线错误而损伤设备。

第二：传统方式设计的测试仪器设备自身故障定位难、不易隔离、可维修性差。因为传统测试仪器所有的功能电路都处在同一电路板上，一旦设备自身出现问题时，工程人员难以迅速的定位故障区域，且实际维修组装或拆卸设备时出现“牵一发而动全身”局面，导致故障定位难、返修难、返修工作量大。

第三：传统测试仪器硬件升级困难。传统的测试仪器设计没有模块化划分，故在实际应用中，如果出现飞机改型造成某些机载设备测试参数改变时，如果需要升级测试设备硬件，则必须重新制版，这对于硬件设计来说工作量较大，且设计风险大，硬件升级不灵活。

第四：传统测试仪器软件升级困难。这主要是因为受嵌入式单片机的性能限制，测试设备的上层软件不支持基于主流操作系统的界面软件开发如VC、CVI界面开发等，难以对系统软件功能进行增加、改进，软件升级困难。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试功能区域划分清晰、设备升级简单、可扩展性强、易于检修的发动机仪表检测仪。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种发动机仪表检测仪，包括输入设备、显示设备、CPU电路板、信号控制电路板和信号采集电路板，所述的输入设备、显示设备、信号控制电路板、信号采集电路板分别与CPU电路板连接，该CPU电路板包括工控主板模块，所述的信号控制电路板包括电阻信号发生模块和开关控制模块，所述的信号采集电路板包括电势信号发生模块、PWM波形发生模块、温度测量模块、电流测量模块和压力测量模块。

所述的工控主板模块为基于PC/104总线协议的工控主板。

所述的检测仪还包括保护电路模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

第一，测试功能区域划分清晰，结构紧凑，测试设备组装简单、调试容易。检测仪内部因为采用了PC/104总线，使得各测试模块可以独立设计、生产和调试，降低设计生产的难度。所有独立功能的模块调试通过后，可与采用PC/104总线的工控主板通过测试插头统一连接后完成检测仪的生产。因为PC/104总线的主板是重叠堆栈架构，可以实现电路板的重叠摆放装配，能够节约检测仪内部的空间，提高检测仪装配的紧凑度、测试功能的集成度。

第二，检测仪自身故障定位容易、隔离简单、可维修性强。本检测仪按功能分板制作与装配，一旦测试设备发生故障时，可快速按功能进行故障定位，也可分模块拆卸部分测试电路，进行故障件更换或检修，大大提高测试设备的可维修性，缩短检修时间。同时，本检测仪不同功能模块实现在电气信号上的相互隔离，可通过设计供电电源、总线等公共部分的保护电路，提高检测仪的应用环境适应性。

第三，测试设备硬件升级容易，局域可升级性设计降低了设备硬件升级风险，本检测仪采用了模块化的设计方法，各功能模块完全自主设计，技术力量支持度好，使得各个模块可分立进行硬件升级、改装，测试参数调整，甚至模块替换等，提高了测试设备的硬件升级能力，降低了整体产品升级的设计风险。

第四，测试设备软件升级容易，可扩展性强，本检测仪采用基于PC/104总线的工控主板，硬件可靠性强，对于不同的测试需求，可选择不同性能的PC/104工控板，这就给检测仪的硬件配置提供了灵活性。若测试设备需要优异的人机界面或较强的数据管理能力时，主板可采用较高档次性能强劲的主板，支持VC等基于WINDOWS操作系统的软件开发与应用；若测试设备只需满足基本测试功能时，可采用低端的主板搭载DOS操作系统进行基本测试界面开发。

此外，基于PC/104总线的架构可以实现软、硬件开发同步进行，缩短产品的研发周期。

附图说明

图1为实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种发动机仪表检测仪，包括输入设备1、显示设备2、CPU电路板3、信号控制电路板4和信号采集电路板5。输入设备1、显示设备2、信号控制电路板4和信号采集电路板5均与CPU电路板3连接，该CPU电路板3包括工控主板模块，信号控制电路板4包括电阻信号发生模块和开关控制模块，信号采集电路板5包括电势信号发生模块、PWM波形发生模块、温度测量模块、电流测量模块和压力测量模块。

其中，工控主板模块为基于PC/104总线的工控主板，而且由于本检测仪涉及到电流信号的采集与显示、温度信号的采集与显示、指令信息的显示等较多信息的显示，因此显示设备2采用显示尺寸为6.4英寸的LQ64D343液晶显示器作为显示设备，显示驱动基于DOS平台编写，显示内容丰富、清晰，界面较为友好，能满足测试需要。

PWM波形发生模块采用PWM波形发生芯片直接挂靠PC/104总线的方法，由CPU电路板3控制产生PWM波形信号。在相位变换时，为了严格的保证死区时间的正确发生、功放管对管的正常开通与关闭，该模块在设计上利用IXDP630芯片对PWM波形进行调理、利用IR2136芯片以及IRF530实现信号的驱动输出。

电阻信号发生模块挂靠在PC/104总线上，其锁存器信号经驱动芯片驱动继电器、切换网络电阻的方式，实现电阻信号的隔离输出，采用电阻网络继电器选择输出的方式可以保证电阻信号的完整性，保护测试设备CPU系统不受外界信号的干扰，提高测试设备工作的稳定性。

电势信号发生模块利用挂靠在PC/104总线上的高精度D/A芯片，可以产生模拟量信号，在对该模拟量信号经运放电压跟随后、通过用对该信号功率放大后分压输出的方式，实现电势信号的发生。

温度测量模块利用芯片AD590，可以把外界温度信号转化为电压信号，该电压信号经过放大后，利用A/D芯片可直接将温度信号数值化并显示和供数据处理使用。

电流测量模块采用共地串联高精度小阻值电阻的方法，可将外部设备消耗电流转化为电压信号，在对该电压信号放大处理后，利用A/D芯片对其数字化，可实现CPU对电流信号的测量。

压力测量模块采用A/D芯片可以直接将交流有效值信号转化为直流电压信号，利用A/D芯片可以实现直流电压信号的采集，而压力信号可以看为双路交流有效值信号的对比，通过以上原理，实现多种压力传感器压力感受信号的采集与处理。

开关控制模块主要用于电源信号的控制、开关量信号的发生等，此外整个检测仪还可以根据不同的应用环境设置保护电路模块，用于对供电电源、总线等公共部分的保护。

Claims (3)

1.一种发动机仪表检测仪，其特征在于，包括输入设备、显示设备、CPU电路板、信号控制电路板和信号采集电路板，所述的输入设备、显示设备、信号控制电路板、信号采集电路板分别与CPU电路板连接，该CPU电路板包括工控主板模块，所述的信号控制电路板包括电阻信号发生模块和开关控制模块，所述的信号采集电路板包括电势信号发生模块、PWM波形发生模块、温度测量模块、电流测量模块和压力测量模块。

2.根据权利要求1所述的一种发动机仪表检测仪，其特征在于，所述的工控主板模块为基于PC/104总线的工控主板。

3.根据权利要求1所述的一种发动机仪表检测仪，其特征在于，所述的检测仪还包括保护电路模块。

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