[發(fā)明專利]一種基于FFT頻譜分析的航空燃油測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111066643.2
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113984138B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 呼明亮;車炯暉;屈盼讓;蔡曉樂;肖鵬;孫少華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司西安航空計算技術(shù)研究所
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 衛(wèi)媛媛

本申請?zhí)峁┮环N基于FFT頻譜分析的航空燃油測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：處理器單元、激勵發(fā)生單元、濾波單元、誤差消除電阻R2、比例放大單元和A/D轉(zhuǎn)換單元；所述處理器單元包括FFT單元，控制單元和數(shù)據(jù)解算單元；所述激勵發(fā)生單元包括D/A轉(zhuǎn)換單元和放大單元,其中：處理器單元的FFT單元的輸入與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出連接，F(xiàn)FT單元的輸出端與數(shù)據(jù)解算單元連接，控制單元與數(shù)據(jù)解算單元連接；控制單元與數(shù)據(jù)解算單元均通過激勵發(fā)生單元的D/A轉(zhuǎn)換單元與跟隨單元連接，跟隨單元通過濾波單元與一個誤差消除電阻連接；兩個誤差消除電阻分別與油量傳感器等效電容兩端的飛機線纜等效電阻R1連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到航空燃油測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FFT頻譜分析的航空燃油測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

航空油量的準確采集，可以減少飛機起飛時的備用燃油量，為飛機戰(zhàn)術(shù)制定提供更準確的參考依據(jù)，對于航空領(lǐng)域各機型具有重要意義。目前航空各機型采用的是電容式油量傳感器，油量傳感器在接收到一定幅值一定頻率的交流激勵信號后，輸出pF級的微小電容信號。通過專用測量電路采集，電路補償，電容值解算，權(quán)重解算，飛行姿態(tài)補償?shù)炔襟E可以推算得到整機油量。

傳統(tǒng)的交流比例法無法克服激勵輸出信號衰減和在機上復雜電磁環(huán)境下測量的難題。因此，需要高集成度高精度的新型油量傳感器采集系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，消除交流比例反饋電容精度低、易受干擾等缺陷，實現(xiàn)燃油容量全量程范圍內(nèi)的等精度測量。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N基于FFT頻譜分析的航空燃油測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：處理器單元、激勵發(fā)生單元、濾波單元、誤差消除電阻R2、比例放大單元和A/D轉(zhuǎn)換單元；所述處理器單元包括FFT單元，控制單元和數(shù)據(jù)解算單元；所述激勵發(fā)生單元包括D/A轉(zhuǎn)換單元和跟隨單元,其中：

處理器單元的FFT單元的輸入與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出連接，F(xiàn)FT單元的輸出端與數(shù)據(jù)解算單元連接，控制單元與數(shù)據(jù)解算單元連接；控制單元與數(shù)據(jù)解算單元均通過激勵發(fā)生單元的D/A轉(zhuǎn)換單元與跟隨單元連接，跟隨單元通過濾波單元與一個誤差消除電阻連接；兩個誤差消除電阻分別與油量傳感器等效電容兩端的飛機線纜等效電阻R1連接；比例放大單元的輸入負端與另一個誤差消除電阻連接，比例放大單元的輸出端通過濾波單元與A/D轉(zhuǎn)換單元連接；

比例放大單元包括反饋電阻R3、接地電阻R4和放大單元，放大單元的輸出端通過反饋電阻R3與放大單元的輸入負端連接，放大單元的輸入正端通過接地電阻R4接地。

優(yōu)選的，所述處理器單元采用FFT單元計算A/D轉(zhuǎn)換單元輸出信號的頻譜；采用控制單元控制A/D轉(zhuǎn)換單元和D/A轉(zhuǎn)換單元；通過控制D/A轉(zhuǎn)換單元的輸出激勵源的幅值和周期，實現(xiàn)激勵源可編程控制；所述處理器單元采用數(shù)據(jù)解算單元解算油量傳感器等效電容C_X。

優(yōu)選的，所述激勵發(fā)生單元輸出的激勵源包括三角波、鋸齒波、梯形波和方波。

優(yōu)選的，所述誤差消除電阻R2取值為：R1R2R3；R2取值為100～500Ω；其中，飛機線纜等效電阻R1為設置在油量傳感器與誤差消除電阻之間的等效電阻。

優(yōu)選的，所述比例放大單元反饋電阻R3取值方法為：

其中，k為0.6～0.8之間的數(shù)值，V_反饋為比例放大單元輸出的飽和電壓上限，V_激勵為激勵發(fā)生單元輸出的電壓上限值，C_滿量程為油量傳感器等效電容的最大范圍，ω₁為激勵發(fā)生單元輸出的激勵頻率。

優(yōu)選的，所述控制單元依據(jù)數(shù)據(jù)解算單元輸出的油量傳感器等效電容的采集結(jié)果，調(diào)整激勵發(fā)生單元的頻率，實施過程如下：