飛機(jī)數(shù)顯轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)在許多飛機(jī)上大量采用集成電路對(duì)其儀表內(nèi)部的電子信號(hào)進(jìn)行處理，顯示方式則采用LED顯示器、液晶顯示器、電子顯示器進(jìn)行數(shù)字化顯示，實(shí)現(xiàn)座艙的“數(shù)字化”。這種信號(hào)處理及顯示裝置不僅具有體積小、重量輕、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且顯示精度比較高，使用壽命長(zhǎng)，容易維護(hù)。根據(jù)這一趨勢(shì)，本文提出了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表的數(shù)字化設(shè)計(jì)方案。

　　測(cè)量飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的儀表，必須具有三個(gè)重要的特點(diǎn)：(1)要能夠傳送較大的力矩;(2)要適于遠(yuǎn)距傳輸;(3)溫度誤差要小。目前在飛機(jī)上廣泛使用的轉(zhuǎn)速表多為磁轉(zhuǎn)速表，因?yàn)榇呸D(zhuǎn)速表符合上述三項(xiàng)相要求。但是磁轉(zhuǎn)速表的缺點(diǎn)是在生產(chǎn)、使用過程中不斷出現(xiàn)這樣或那樣的問題，且故障現(xiàn)象有一定的隨機(jī)性，大多數(shù)是指針指示時(shí)的擺動(dòng)問題。

　　本文針對(duì)磁轉(zhuǎn)速表存在的上述問題對(duì)轉(zhuǎn)速表進(jìn)行改裝，在不改變磁轉(zhuǎn)速表的電氣接口和機(jī)械接口的前提下，運(yùn)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量及顯示。

　　總體設(shè)計(jì)方案

　　本文對(duì)磁轉(zhuǎn)速表進(jìn)行數(shù)字化改裝的總體設(shè)計(jì)思想：將連續(xù)變化的被測(cè)模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、計(jì)數(shù)、編碼、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)，最后完成數(shù)據(jù)處理、顯示等工作;在轉(zhuǎn)速測(cè)量方面，通過對(duì)傳給指示器同步電機(jī)的傳感器的三相交流電信號(hào)進(jìn)行變換處理得到一頻率與轉(zhuǎn)速相等的方波信號(hào)，再對(duì)其進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)而得出轉(zhuǎn)速;在轉(zhuǎn)速顯示方面，采用精確顯示。

　　可行性分析

　　本設(shè)計(jì)方案是否可行關(guān)鍵在于數(shù)字化后的轉(zhuǎn)速表能否在實(shí)時(shí)測(cè)量、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、可靠性等方面達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。

　　由于在數(shù)字化轉(zhuǎn)速表工作的一系列過程中，信號(hào)的傳輸都是以電信號(hào)的形式進(jìn)行的，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速表的機(jī)械傳動(dòng)方式相比，在起動(dòng)性能和實(shí)時(shí)性等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。雖然電信號(hào)在傳輸中存在信號(hào)小，易受干擾等不足，但可以通過增加整形放大電路，信號(hào)處理電路，光電隔離電路等加以克服。所以在穩(wěn)定性，可靠性等方面也可以達(dá)到要求。

　　所采用的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法既能較好地控制顯示刷新時(shí)間間隔，又能使轉(zhuǎn)速測(cè)量誤差極小。采用精確的轉(zhuǎn)速顯示，比如針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)量級(jí)為105時(shí)，可以采用三位數(shù)碼管分別顯示萬、千、百三位數(shù)，誤差低于100轉(zhuǎn)/分，低于技術(shù)指標(biāo)所要求的誤差±200轉(zhuǎn)/分，精確性滿足設(shè)計(jì)要求。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工作原理

　　數(shù)字化轉(zhuǎn)速表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如1所示，傳感器的作用就是將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的正弦波信號(hào)，經(jīng)過測(cè)量轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行120倍頻后送到光電脈沖電路，把正弦波信號(hào)變?yōu)楣怆娒}沖信號(hào)，經(jīng)過放大和整形變?yōu)榫匦尾ār(shí)鐘脈沖提供一信號(hào)來控制主控門的開關(guān)，采用光電隔離器對(duì)信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理后經(jīng)定時(shí)器控制對(duì)其進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)結(jié)果讀入鎖存器中得到所測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)，再將計(jì)數(shù)器清零后進(jìn)行下一個(gè)轉(zhuǎn)速的計(jì)數(shù)。讀入到鎖存器中的數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，經(jīng)譯碼后將之顯示出來即為所要測(cè)的轉(zhuǎn)速值。轉(zhuǎn)速表的表盤采用三位數(shù)碼顯示，顯示值與實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的比例關(guān)系為1:100。