飛機數(shù)顯轉速表的設計

　　現(xiàn)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)動機轉速表的數(shù)字化設計方案。

　　測量飛機發(fā)動機轉速的儀表，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是在生產、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。

　　本文針對磁轉速表存在的上述問題對轉速表進行改裝，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(shù)字化測量技術來實現(xiàn)發(fā)動機轉速的測量及顯示。

　　總體設計方案

　　本文對磁轉速表進行數(shù)字化改裝的總體設計思想：將連續(xù)變化的被測模擬量轉換成離散的數(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速相等的方波信號，再對其進行定時計數(shù)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鍵在于數(shù)字化后的轉速表能否在實時測量、準確度、穩(wěn)定性、可靠性等方面達到技術指標要求。

　　由于在數(shù)字化轉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。

　　所采用的轉速測量方法既能較好地控制顯示刷新時間間隔，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)動機轉速的數(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/分，低于技術指標所要求的誤差±200轉/分，精確性滿足設計要求。

　　系統(tǒng)結構工作原理

　　數(shù)字化轉速表系統(tǒng)結構框圖如1所示，傳感器的作用就是將發(fā)動機轉速的機械信號轉化為相應的正弦波信號，經(jīng)過測量轉換模塊進行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，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)結果讀入鎖存器中得到所測轉速信號，再將計數(shù)器清零后進行下一個轉速的計數(shù)。讀入到鎖存器中的數(shù)據(jù)與轉速成正比關系，經(jīng)譯碼后將之顯示出來即為所要測的轉速值。轉速表的表盤采用三位數(shù)碼顯示，顯示值與實際轉速之間的比例關系為1:100。