[發明專利]一種迎角傳感器信號采集和故障監控方法及系統

有效

• 申請號: 201611088097.1
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106767911B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 張冬;姚錚;劉征
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

本發明一種迎角傳感器信號采集和故障監控方法及系統，屬于飛行控制系統技術領域。本發明適用于風標滑動變阻器原理的迎角傳感器信號采集和故障監控系統，所述迎角傳感器信號采集和故障監控系統包括風標滑動變阻器及計算機采集輸出模塊；所述計算機采集輸出模塊由電源模塊、放大器電路模塊、限幅電路模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊及處理器組成；本發明通過采用?15V至+15V參考電壓，以及電壓放大電路，在不影響飛機迎角使用的前提下，降低了迎角傳感器的信號采集梯度，提高了迎角傳感器采集精度；通過人為設置電氣零位偏置，能夠識別出典型的斷線故障，提高信號故障監控覆蓋率。

技術領域

本發明屬于飛行控制系統技術領域，具體涉及一種迎角傳感器信號采集和故障監控方法及系統。

背景技術

迎角信號是飛行控制系統中的重要信號，是飛行控制系統中關鍵的反饋信號，用于增加飛機的穩定性。當前飛機上多采用基于滑動變阻器原理的風標式迎角傳感器，其工作原理是外部風標隨氣動來流方向偏轉，風標通過機械結構帶動滑動變阻器中間軸頭運動，利用分壓原理來策略風標偏轉角度。

傳統做法：滑動變阻器由飛控計算機提供10V的直流參考電壓，同時由飛控計算機采集變阻器中抽和低端的電壓，從而獲取迎角偏轉角度。

傳統做法存在的問題：迎角傳感器測量范圍大，以通用標準空速管為例，其測量范圍為-90至+90度，如果采用10V直流參考電壓，則其測量梯度為18度/伏(即每度迎角對應電壓為56mV)，梯度大，嚴重影響測量精度。

發明內容

本發明的目的：為了解決上述問題，本發明提出了一種迎角傳感器信號采集和故障監控方法及系統，通過采用-15V和+15V作為參考電壓及電壓放大電路的方案，提高了迎角傳感器采集精度，解決基于滑動變阻器原理的風標式迎角傳感器傳感器采集梯度大精度低問題。

本發明的技術方案：一種迎角傳感器信號采集和故障監控方法，適用于風標滑動變阻器原理的迎角傳感器信號采集和故障監控系統；所述迎角傳感器信號采集方法包括以下步驟：

步驟一、計算機通過其電源模塊輸出低端-15V和高端15V電壓，作為風標滑動變阻器的參考電壓，并為風標滑動變阻器的高端和低端供電；

步驟二、計算機采集風標中抽和計算機低端的差分電壓；

步驟三、計算機采集的差分電壓經放大器模塊放大多倍；

步驟四、經過放大器放大的電壓通過限幅電路將電壓限制在-10V至10V之間；并與A/D轉換模塊的采集芯片相匹配；

步驟五、限幅后的電壓經濾波消除模塊消除高頻信號，再進行A/D轉換，完成信號采集；

所述故障監控方法：機械安裝時將迎角-20°設置為機械零位，若滑動電阻器中抽斷線，則對應電壓采集值為0V,對應輸出迎角為20°，超出飛機最大可飛迎角范圍，判定迎角信號無效。

優選地，所述步驟三中，放大器模塊選擇的放大倍數規定為2倍，即放大后的電壓為-30V至30V。

優選地，所述步驟四中，將電壓限制在-10V至10V之間，對應的迎角輸出范圍在-30°至30°之間。

優選地，所述故障監控方法中，飛機迎角的適用規定范圍-5°至35°，將-20°設置為機械零位后，其飛機迎角適用規定范圍為-25°至15°。

一種迎角傳感器信號采集和故障監控系統，包括風標滑動變阻器及計算機采集輸出模塊；

所述計算機采集輸出模塊由電源模塊、放大器電路模塊、限幅電路模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊及處理器組成；