基于PC104的航空发动机试车参数检测系统研究

entreModule／SDXpn。其主要技术数据为：1）嵌入式486处理器，工作频率50MHz；2）16M字节的RAM；3）1M显存；4）标准DMA，中断定时控制器；5）带扩展的工业标准 BIOS；6）VGA支持单色LCD，EL显示屏，以及模拟CkT；7）支持DOC电子盘；8）电源要求：+5V ±5％，0．8A；10）工作环境温度：-40～+80℃。

　　数据采集卡完成各参数模拟量信号的采集，采用由北京中泰研创计算科技有限公司生产的PC104总线的多功能数据采集卡PM511P，具有16路 A／D转换通道、4路D／A通道、24路可编程开关量输入输出、3路计数通道，并且能够在-40～+80℃的环境条件下进行工作。此外该采集卡还完成键盘信号的采集。

　　供电电源用来把机场的27V的直流电转换为系统内部电路需要的+5V、±12V，+24V直流电，采用两块 DC-DC变换器，把27V直流电转换为PC104以及其它用电元件所需要的+12V、-12V、+24V和+5V的直流电源。它的转换精度高并且能在 -40～55℃的环境下稳定工作。

　　EL显示屏用于显示人机交互时的提示字符和检测到的各参数的数据以及试车曲线等，采用的型号是EL640．480-AGI-ET。它的主要技术参数为：1）分辨率：640×480；2）尺寸：8．1英寸；3）供电电源：12V；4）工作温度：-40～+85℃。

　　DOC电子盘用来保存试车过程中检测得到的各参数数据，另外还用来存储控制器的操作系统文件、仪器的控制程序文件等。DOC电子盘的容量为128M。键盘采用的是简单的开关式键盘，键盘信号通过数据采集卡送入到PC104总线的工业计算机中。

　　面板上的键盘用于人机交互，向控制器输入命令和数据。它有6个键，选用简单的开关式键盘，键盘信号通过数据采集卡进入到控制器中，接口简单、方便适用。

　　4 检测电路设计

　　检测电路的功用是把能够反映各参数大小的电流、电压、频率信号转换为数据采集卡能够拾取的0～5V的直流电压信号。

　　4．1 转速检测电路设计

　　发动机转速检测原理如图2所示。隔离电压传感器把转速传感器的输出信号进行隔离，输出与转速传感器的输出频率信号的电压成正比的-5v～+5V电压信号，经滤波电路对输出的信号进行滤波，滤掉高频干扰信号，再经整形电路把输出的信号转换为标准的5V方波信号并保持频率不变。通过单片机测量5V方波信号的频率并经过计算得到发动机的转速，向D／A转换器输出与转速成正比的数字量。D／A转换器把与转速成正比的数字量转换为与转速成正比的0～5V直流电压，然后送入到数据采集卡中。在数据采集卡中经过A／D转换后变为数字量，然后送入到控制器内。在控制器内经过计算就可以得到转速的实际值。

　　4．2 振动速度检测电路设计

　　在图3中上面虚框表示的是发动机上原有的振动速度检测装置的工作原理。图中电子组合用来感受发动机两个振动速度传感器输出的微弱交流电压信号，然后把它转换为直流电压信号，再送入到振动指示器中进行指示。

　　在图3中下面虚框表示的就是发动机振动速度检测电路。把送入到振动指示器的与振动速度一一对应的直流电压信号引出到振动速度检测电路中，隔离电压传感器把与振动速度一一对应的直流电压信号进行隔离，输出成正比的直流电压信号，然后经过滤波器滤掉高频干扰信号，最后送入到数据采集卡中。在数据卡中经过A／D转换，转换为数字量，然后送入控制器中。在控制器内经过计算就可以得到振动速度的实际值。

　　4．3 滑油压力检测电路设计

　　在图4中左侧虚框内表示一个滑油压力传感器，右侧虚框内表示一个滑油压力表，它们组成飞机上原有的滑油压力检测装置。滑油压力决定滑油压力传感器内的活动衔铁的位移，活动衔铁的位移决定两线圈的感抗，两线圈感抗的变化又改变了滑油压力表的流比计的两线框的电流变化，且两线框的电流比i1／i2与滑油压力是一一对应的。滑油压力表是一个电流比值表。它的指针偏转角度与电流比i1／i2一一对应，即一定的滑油压力对应一定的滑油压力指示值。

　　如果通过检测两线框的电流比来确定滑油压力的大小，必将破坏飞机上原有的滑油压力表，这显然是不允许的。通过理论分析发现滑油压力传感器与滑油压力表的两根连线的电流比I1／I2与滑油压力表流比计的两线框的电流比i1／i2一一对应，所以通过测量滑油压力传感器与滑油压力表的两根连线的电流比I1／I2来确定滑油压力的大小。

在图4中中间虚框表示的就是滑油压力检测电路。隔离电流传感器将滑油压力传感器与滑油压力表的两根连线的电流信号转换为直流电压信号，然后再通过比例放大电路把隔离电流传感器输出的电压信号调整为控制器能够识别的0～