本發(fā)明屬于飛行控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

迎角信號(hào)是飛行控制系統(tǒng)中的重要信號(hào)，是飛行控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的反饋信號(hào)，用于增加飛機(jī)的穩(wěn)定性。當(dāng)前飛機(jī)上多采用基于滑動(dòng)變阻器原理的風(fēng)標(biāo)式迎角傳感器，其工作原理是外部風(fēng)標(biāo)隨氣動(dòng)來(lái)流方向偏轉(zhuǎn)，風(fēng)標(biāo)通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器中間軸頭運(yùn)動(dòng)，利用分壓原理來(lái)策略風(fēng)標(biāo)偏轉(zhuǎn)角度。

傳統(tǒng)做法：滑動(dòng)變阻器由飛控計(jì)算機(jī)提供10V的直流參考電壓，同時(shí)由飛控計(jì)算機(jī)采集變阻器中抽和低端的電壓，從而獲取迎角偏轉(zhuǎn)角度。

傳統(tǒng)做法存在的問(wèn)題：迎角傳感器測(cè)量范圍大，以通用標(biāo)準(zhǔn)空速管為例，其測(cè)量范圍為-90至+90度，如果采用10V直流參考電壓，則其測(cè)量梯度為18度/伏(即每度迎角對(duì)應(yīng)電壓為56mV)，梯度大，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控方法及系統(tǒng)，通過(guò)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(dòng)變阻器原理的風(fēng)標(biāo)式迎角傳感器傳感器采集梯度大精度低問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控方法，適用于風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器原理的迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控系統(tǒng)；所述迎角傳感器信號(hào)采集方法包括以下步驟：

步驟一、計(jì)算機(jī)通過(guò)其電源模塊輸出低端-15V和高端15V電壓，作為風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器的參考電壓，并為風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器的高端和低端供電；

步驟二、計(jì)算機(jī)采集風(fēng)標(biāo)中抽和計(jì)算機(jī)低端的差分電壓；

步驟三、計(jì)算機(jī)采集的差分電壓經(jīng)放大器模塊放大多倍；

步驟四、經(jīng)過(guò)放大器放大的電壓通過(guò)限幅電路將電壓限制在-10V至10V之間；并與A/D轉(zhuǎn)換模塊的采集芯片相匹配；

步驟五、限幅后的電壓經(jīng)濾波消除模塊消除高頻信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，完成信號(hào)采集；

所述故障監(jiān)控方法：機(jī)械安裝時(shí)將迎角-20°設(shè)置為機(jī)械零位，若滑動(dòng)電阻器中抽斷線，則對(duì)應(yīng)電壓采集值為0V,對(duì)應(yīng)輸出迎角為20°，超出飛機(jī)最大可飛迎角范圍，判定迎角信號(hào)無(wú)效。

優(yōu)選地，所述步驟三中，放大器模塊選擇的放大倍數(shù)規(guī)定為2倍，即放大后的電壓為-30V至30V。

優(yōu)選地，所述步驟四中，將電壓限制在-10V至10V之間，對(duì)應(yīng)的迎角輸出范圍在-30°至30°之間。

優(yōu)選地，所述故障監(jiān)控方法中，飛機(jī)迎角的適用規(guī)定范圍-5°至35°，將-20°設(shè)置為機(jī)械零位后，其飛機(jī)迎角適用規(guī)定范圍為-25°至15°。

一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控系統(tǒng)，包括風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器及計(jì)算機(jī)采集輸出模塊；

所述計(jì)算機(jī)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(zhuǎn)換模塊及處理器組成；

所述電源模塊的輸出兩端分別與風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器兩端相連，風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器通過(guò)計(jì)算機(jī)信號(hào)采集高、低端連接到放大器電路模塊，放大器電路模塊依次連接有限幅電路模塊、濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及處理器。

本發(fā)明的技術(shù)有益效果：

1)、通過(guò)采用-15V至+15V參考電壓，以及電壓放大電路，在不影響飛機(jī)迎角使用的前提下，將迎角傳感器的信號(hào)采集梯度降低了6倍(以兩倍放大增益為例)，提高了迎角傳感器采集精度；

2)、通過(guò)人為設(shè)置電氣零位偏置，能夠識(shí)別出典型的斷線故障，提高信號(hào)故障監(jiān)控覆蓋率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控方法的一優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參閱圖1；

一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控方法，適用于風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器原理的迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控系統(tǒng)；所述迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控系統(tǒng)，包括風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器及計(jì)算機(jī)采集輸出模塊；

所述計(jì)算機(jī)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(zhuǎn)換模塊及處理器組成；

所述電源模塊的輸出兩端分別與風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器兩端相連，風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器通過(guò)計(jì)算機(jī)信號(hào)采集高、低端線路連接到放大器電路模塊，放大器電路模塊依次連接有限幅電路模塊、濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊及處理器。

所述迎角傳感器信號(hào)采集方法包括以下步驟：

步驟一、計(jì)算機(jī)采集輸出模塊通過(guò)其電源模塊輸出低端-15V和高端15V電壓，分別與風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器的兩端相連，作為風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器的參考電壓，并為風(fēng)標(biāo)滑動(dòng)變阻器的高端供電和低端供電；

步驟二、計(jì)算機(jī)采集輸出模塊通過(guò)計(jì)算機(jī)信號(hào)采集高、低端線路采集風(fēng)標(biāo)中抽和計(jì)算機(jī)低端的差分電壓；

步驟三、計(jì)算機(jī)采集輸出模塊采集的差分電壓經(jīng)放大器電路模塊放大2倍；即放大后的電壓為-30V至30V；

由背景技術(shù)可知迎角傳感器的信號(hào)范圍為-90°至+90°，如果采用10V直流參考電壓，則其測(cè)量梯度為18°/V，如果參考電壓為-15V至15V，則測(cè)量梯度為6°/V，經(jīng)放大后的電壓轉(zhuǎn)換為-30V至30V，則測(cè)量梯度為3°/V；

本方法將迎角傳感器的信號(hào)采集梯度降低了6倍，提高了迎角傳感器采集精度；

步驟四、經(jīng)過(guò)放大器放大的電壓通過(guò)限幅電路將電壓限制在-10V至10V之間；并與A/D轉(zhuǎn)換模塊的采集芯片相匹配，對(duì)應(yīng)的迎角輸出范圍在-30°至30°之間；

步驟五、限幅后的電壓經(jīng)濾波消除模塊消除高頻信號(hào)，再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)教幚砥魍瓿尚盘?hào)采集；

所述故障監(jiān)控方法：通過(guò)人為設(shè)置電氣零位偏置，方法如下：

機(jī)械安裝時(shí)將迎角-20°設(shè)置為機(jī)械零位，飛機(jī)的迎角使用范圍一般是-5°至35°之間，電氣零位偏置后對(duì)應(yīng)的飛機(jī)迎角適用規(guī)定范圍為-25°至15°，此時(shí)若滑動(dòng)電阻器中抽斷線，則對(duì)應(yīng)電壓采集值為0V,采集電壓數(shù)據(jù)0V為相應(yīng)電壓范圍的中間值，則對(duì)應(yīng)的輸出角值也應(yīng)該是輸出范圍的中間值，所以對(duì)應(yīng)輸出迎角為20°，超出飛機(jī)最大可飛迎角范圍，判定迎角信號(hào)無(wú)效，所述迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

本發(fā)明一種迎角傳感器信號(hào)采集和故障監(jiān)控方法和系統(tǒng)，通過(guò)采用-15V至+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(dòng)變阻器原理的風(fēng)標(biāo)式迎角傳感器傳感器采集梯度大精度低問(wèn)題，通過(guò)人為設(shè)置電氣零位偏置，能夠識(shí)別出典型的斷線故障，提高信號(hào)故障監(jiān)控覆蓋率。

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。