飛機數(shù)顯轉(zhuǎn)速表的設(shè)計

　　現(xiàn)在許多飛機上大量采用集成電路對其儀表內(nèi)部的電子信號進行處理，顯示方式則采用LED顯示器、液晶顯示器、電子顯示器進行數(shù)字化顯示，實現(xiàn)座艙的“數(shù)字化”。這種信號處理及顯示裝置不僅具有體積小、重量輕、價格低廉等優(yōu)點，而且顯示精度比較高，使用壽命長，容易維護。根據(jù)這一趨勢，本文提出了發(fā)動機轉(zhuǎn)速表的數(shù)字化設(shè)計方案。

　　測量飛機發(fā)動機轉(zhuǎn)速的儀表，必須具有三個重要的特點：(1)要能夠傳送較大的力矩;(2)要適于遠距傳輸;(3)溫度誤差要小。目前在飛機上廣泛使用的轉(zhuǎn)速表多為磁轉(zhuǎn)速表，因為磁轉(zhuǎn)速表符合上述三項相要求。但是磁轉(zhuǎn)速表的缺點是在生產(chǎn)、使用過程中不斷出現(xiàn)這樣或那樣的問題，且故障現(xiàn)象有一定的隨機性，大多數(shù)是指針指示時的擺動問題。

　　本文針對磁轉(zhuǎn)速表存在的上述問題對轉(zhuǎn)速表進行改裝，在不改變磁轉(zhuǎn)速表的電氣接口和機械接口的前提下，運用數(shù)字化測量技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的測量及顯示。

　　總體設(shè)計方案

　　本文對磁轉(zhuǎn)速表進行數(shù)字化改裝的總體設(shè)計思想：將連續(xù)變化的被測模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、計數(shù)、編碼、數(shù)據(jù)傳輸與存儲，最后完成數(shù)據(jù)處理、顯示等工作;在轉(zhuǎn)速測量方面，通過對傳給指示器同步電機的傳感器的三相交流電信號進行變換處理得到一頻率與轉(zhuǎn)速相等的方波信號，再對其進行定時計數(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)速表能否在實時測量、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、可靠性等方面達到技術(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，信號的傳輸都是以電信號的形式進行的，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速表的機械傳動方式相比，在起動性能和實時性等方面具有明顯的優(yōu)勢。雖然電信號在傳輸中存在信號小，易受干擾等不足，但可以通過增加整形放大電路，信號處理電路，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到要求。

　　所采用的轉(zhuǎn)速測量方法既能較好地控制顯示刷新時間間隔，又能使轉(zhuǎn)速測量誤差極小。采用精確的轉(zhuǎn)速顯示，比如針對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的數(shù)量級為105時，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)動機轉(zhuǎn)速的機械信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的正弦波信號，經(jīng)過測量轉(zhuǎn)換模塊進行120倍頻后送到光電脈沖電路，把正弦波信號變?yōu)楣怆娒}沖信號，經(jīng)過放大和整形變?yōu)榫匦尾ār鐘脈沖提供一信號來控制主控門的開關(guān)，采用光電隔離器對信號進行抗干擾處理后經(jīng)定時器控制對其進行定時計數(shù)，計數(shù)器中的計數(shù)結(jié)果讀入鎖存器中得到所測轉(zhuǎn)速信號，再將計數(shù)器清零后進行下一個轉(zhuǎn)速的計數(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，顯示值與實際轉(zhuǎn)速之間的比例關(guān)系為1:100。