飛機數顯轉速表的設計

　　現在許多飛機上大量采用集成電路對其儀表內部的電子信號進(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)行數字化顯示，實(shí)現座艙的“數字化”。這種信號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(cháng)，容易維護。根據這一趨勢，本文提出了發(fā)動(dòng)機轉速表的數字化設計方案。

　　測量飛機發(fā)動(dòng)機轉速的儀表，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)要適于遠距傳輸;(3)溫度誤差要小。目前在飛機上廣泛使用的轉速表多為磁轉速表，因為磁轉速表符合上述三項相要求。但是磁轉速表的缺點(diǎn)是在生產(chǎn)、使用過(guò)程中不斷出現這樣或那樣的問(wèn)題，且故障現象有一定的隨機性，大多數是指針指示時(shí)的擺動(dòng)問(wèn)題。

　　本文針對磁轉速表存在的上述問(wèn)題對轉速表進(jìn)行改裝，在不改變磁轉速表的電氣接口和機械接口的前提下，運用數字化測量技術(shù)來(lái)實(shí)現發(fā)動(dòng)機轉速的測量及顯示。

　　總體設計方案

　　本文對磁轉速表進(jìn)行數字化改裝的總體設計思想：將連續變化的被測模擬量轉換成離散的數字量，再經(jīng)過(guò)數據采集、計數、編碼、數據傳輸與存儲，最后完成數據處理、顯示等工作;在轉速測量方面，通過(guò)對傳給指示器同步電機的傳感器的三相交流電信號進(jìn)行變換處理得到一頻率與轉速相等的方波信號，再對其進(jìn)行定時(shí)計數而得出轉速;在轉速顯示方面，采用精確顯示。

　　可行性分析

　　本設計方案是否可行關(guān)鍵在于數字化后的轉速表能否在實(shí)時(shí)測量、準確度、穩定性、可靠性等方面達到技術(shù)指標要求。

　　由于在數字化轉速表工作的一系列過(guò)程中，信號的傳輸都是以電信號的形式進(jìn)行的，與傳統轉速表的機械傳動(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。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(guò)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。所以在穩定性，可靠性等方面也可以達到要求。

　　所采用的轉速測量方法既能較好地控制顯示刷新時(shí)間間隔，又能使轉速測量誤差極小。采用精確的轉速顯示，比如針對發(fā)動(dòng)機轉速的數量級為105時(shí)，可以采用三位數碼管分別顯示萬(wàn)、千、百三位數，誤差低于100轉/分，低于技術(shù)指標所要求的誤差±200轉/分，精確性滿(mǎn)足設計要求。

　　系統結構工作原理

　　數字化轉速表系統結構框圖如1所示，傳感器的作用就是將發(fā)動(dòng)機轉速的機械信號轉化為相應的正弦波信號，經(jīng)過(guò)測量轉換模塊進(jìn)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(guò)放大和整形變?yōu)榫匦尾?。時(shí)鐘脈沖提供一信號來(lái)控制主控門(mén)的開(kāi)關(guān)，采用光電隔離器對信號進(jìn)行抗干擾處理后經(jīng)定時(shí)器控制對其進(jìn)行定時(shí)計數，計數器中的計數結果讀入鎖存器中得到所測轉速信號，再將計數器清零后進(jìn)行下一個(gè)轉速的計數。讀入到鎖存器中的數據與轉速成正比關(guān)系，經(jīng)譯碼后將之顯示出來(lái)即為所要測的轉速值。轉速表的表盤(pán)采用三位數碼顯示，顯示值與實(shí)際轉速之間的比例關(guān)系為1:100。