发动机转速信号采集-论文.pdf

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1、传感检测及物联网系统发动机转速信号采集张弛，毛宁，常博博，刘骁，梁欣颖，马振华(t,~x-业计算所，西安710119)摘要：介绍采集航空发动机非连续转速信号的波形转换电路、可编程逻辑电路设计，以及将测频法和测周法结合起来进行频率信号采集的软件设计方法，以实现对发动机转速状态的监控。关键词：航空发动机：转速采集：频率测量AcquisitionofEngineSpeedSignalZHANGChi，MAONing，CHANGBo-bo，LIUXiao，LIANGXin-ying，MAZhen—hua(ThecalculationofAVIC，Xi’an710119，China)Abs

2、tract：Thedesignofwaveformtransformationandprogrammablelogiccircuitsofdiscontinuesspeedsignalofaero—engineisintroduced．Thesoftwaredesignmethodoffrequencymeasurementcombinedwithcycletestmethodandfrequencymeasurementisdiscussed．Theenginespeedmonitorisimplemented．Keywords：aero-engine；speedacquisi

3、tion；frequencymeasurement0引言感应电势．便有交流电输出输出频率与磁铁转子的转速成正比．也就与发动机转速成正比．通过对频率信航空发动机是飞机的“心脏”．为飞行提供所需动号的采集和计算就可以表征发动机转速的大小_3_力。传统的机械液压式控制系统存在结构复杂、控制选择正弦波作为传感器的输出波形．有利于信范围窄、精度不高、体积和重较大等缺陷。随着发动号处理．也可以减小电磁干扰理想转速信号表达机性能的提高．控制参数变得更多．控制算法更加复于：y=A·sin(2订厅)，其中，Y为转速信号的输出电压；A杂．机械液压式控制系统逐渐被数字电子控制系统所为转速信号的最大幅值

4、；厂为转速信号的频率；t为代替．以充分发挥发动机的潜力⋯时间⋯。飞机通过传感器、计数器或其他外部开关来采数字电子控制器转速信号的采集过程：首先通过集发动机和飞机的状态信号．这些信号经过调理．传感器从飞机发动机上提取转速正弦波信号．经传输转换成能被电子控制器接口识别的电信号在数字到达控制器接口：进行第一级信号调理．限幅并去除电子控制系统中．准确采集输入的电信号．是实现干扰，得到正弦波(不能被处理器或DSP采集．需要变控制功能的基础和前提在这些电信号中．转速换为方波信号)：再进行光电隔离和数字化处理．进一信号是重要的被控量之一．因为一旦控制了转速，步改善信号的传输特性．即可得到包含转

5、速脉冲的方也就控制了发动机的推力：同时．转速也是评价发波信号，采集并计算方波频率，可得到发动机转速。动机性能的一个重要参数因此．转速信号的采集正弦波变方波的电路通常采用先放大后过零比非常重要较的调理方法．但是如果转速信号是非连续的．或者1测速原理及方法由于信号干扰等原因造成波形失真．出现零电平附件转速通过传感器进行采集．一般传感器就是一个的波形抖动．过零比较后得到的频率方波将不是期望交流测速发电机．它由转子和定子组成．能够感受发动的波形．计算所得的频率和转速也将不是正确结果机的转速并输出。当磁铁转子旋转时，定子绕组所在空为此．介绍一种测量非连续转速信号或者零电平附近间会形成旋转磁

6、场．磁场中定子绕组切割磁感线产生有小幅度抖动的转速信号的采集方法2波形转换电路设计作者简介：张弛(1987-)，硕士，研究方向为电路分析与数字信号处理。如果发动机输出的转速信号是由频率固定、多个收稿日期：2014—04—01正弦形式的不连续信号组成．则前端带有传感器开路白动廊用9f)lAA期Rn传感检测及物联网系统检测功能的波形放大电路原理如图1所示。1Ok盟寺一图2波形变换电路原理这样，就得到了两路方波信号：和。它们均包图1波形放大电路原理含了输入的正弦形式转速信号的频率信息．为了得到对第一级和第二级电路列节点方程：正确的转速值．并在相位上与原输入保持一致。要将一两路信号处理为

7、一路可以表征输入信号的频率方波。西一5—10一Uj42-~1=43可编程逻辑电路设计．．．一一。—+—一一—而一利用可编程逻辑器件可以实现将输入的两路信式巾．为输入转速信号的幅值；一为第一级运号调理为一路固定脉宽转速信号的功能．原理如图3放负端电压；U，为第一级运放正端电压；为第一级所示。运放输端电压：，为第二级运放输出端电压。第二级运放电路此处设计为反相积分器形式，幅频特性G()=似其中=—————l_62x3．14x1×10×1×100．16Hz。相频特性(W)=7／2。图3