飞行器气动参数测试系统设计

《飞行器气动参数测试系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2015年第34卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)113DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)02--0113-03飞行器气动参数测试系统设计石军辉，李永红，王恩怀(中北大学仪器与电子学院，山西太原030051)摘要：为实现飞行器在实际飞行过程中受不同梯度气压影响的实时测试，设计了一种飞行器气动参数测试系统。针对压力敏感头在测试过程中温度漂移的问题，在恒流激励下，采用高精度元器件完成压力传感器的零点和灵敏度温度补偿，介绍了各个模块的设计。通过最小二乘法进行曲线拟合得到补偿数据，经过测试，压力测量精

2、度优于0．1％，验证了设计方案的可行性。关键词：恒流源；压力传感器；温度补偿；气动参数中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)02-0113-03DesignofaircraftaerodynamicparameterstestsystemSHIJun—hui，LIYong—hong，WANGEn—huai(SchoolofInstrumentandElectronics，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Toachieverealtimetestsofaircraftduri

3、ngactualflightaffectedbydifferentpressuregradients，designatestsystemofaerodynamicparametersofaircraft．Aimingattemperaturedriftproblemofpressure—sensitiveheadduringtesting，excitedbyconstantcurrent，usehigh—precisioncomponentstocompletetemperaturecompensationofzeropointandsensitivity，introducedes

4、ignofeachmodules．Testresultshowsthatmeasurementprecisionofpressureparametersbetterthan0．1％．verifyfeasibilityofthedesign．Keywords：constantcurrentsource；pressuresensor；temperaturecompensation；aerodynamicparaineter0引言1系统总体设计随着我国航空、航天事业的不断发展，飞机、火箭等飞系统由稳压电源电路、激励源电路、MEMS压力传感行器需要在更高、更恶劣的环境下飞行，这就需要有效的

5、测器、温度补偿电路、信号调理电路、A／D转换电路、单片机试手段对飞行器在未知环境中的气动参数进行测试，实时控制电路、RS-485串行通信电路以及上位机部分，系统框获取飞行器表面的压力场分布参数J，这样就对飞行器图如图1所示。气动参数的测试系统提出了新的要求，即更薄、更小、更精，MEMS传感器}信号调理k=NA／D转换器单片机数据传输速率更快。选择体积小、输出灵敏度高的MEMS控制压阻式压力传感器SM5420作为敏感头，传感器的失调和满量程温漂会达到2O％~30％左右，要获得足够高的精度，蜜囡匝位机就需要对其进行温度补偿。目前大多补偿方法都是采用小型化、智能化的集成信号调理器进行数字

6、补偿，这样虽然补图1系统框图偿过程简单，但是补偿精度受到信号调理芯片的限制。Fig1Blockdiagramofsystem本文提出了采用恒流源给传感器提供激励，同时采用MEMS压力传感器输出的微弱差分信号经过温度补偿电高精度的运放和高精度、低温漂、小封装的电阻器搭建补偿路零点和灵敏度补偿后，由信号调理电路对其进行放大、调零、电路，对压阻式传感器固有的零点漂移、灵敏度漂移、非线滤波等处理产生所需模拟信号，信号经过A／D转换器采样转性等性能进行补偿，减少环境温度和元器件对测试精度的换成数字信号，通过单片机控制模块和串行通信模块将信号影响。传输到上位机，基于LabVIEW开发了上位机软

7、件。收稿日期：2014～10-22l14传感器与微系统第34卷2电路的设计2．2．1零点温度漂移补偿2．1传感器激励的设计由温度引起零点变化而造成输出变化的元器件中，压硅压阻式压力传感器内部结构为惠斯通电桥结构，可力敏感元件所古比重最大，对零点补偿原理如图3所示，温在恒压或者恒流模式下工作。在恒压模式下，若输出恒压度检测元件的输出作为补偿端与待补偿信号做加减运算，最终输出信号即为零点补偿后输出。该部分设计中，激励为vo，则传感器的正输出端电压，负输温度检测元件选择温度