专利名称：直升机地面试验用扭矩测试仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扭矩测试装置，具体涉及一种用于直升机发动机地面试验用扭矩测试的装置。属于电子测量领域。
背景技术：
我国直升机工业至今走过了 50多年的发展历程。在这期间国家加大了对直升机工业的投资力度，基本解决了制约直升机技术发展的基本条件和基础能力的“瓶颈”，基本形成了“探索一代、预研一代、研制一代、生产一代”的格局，奠定了“一机多型、系列发展”的态势，开始了以直8、直9、直11等平台为基础的几十个型号的研制，迎来了直升机发展的战略机遇期。国内研制和国际合作研制均取得显著的业绩。基本建成了较为完整的与世界先进水平接轨的研发、试制和生产的工业基础。目前国内直升机相对而言，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短，而且费用高、全寿命飞行小时费用高，主要技术均为进口，自主知识产权少，这极大地制约了我国直升机今后的发展。因此我国也在加大技术创新的投入， 力争使我国的直升机产业尽快做大做强。对于直升机系统来说，在飞行中很多极限的情况是不允许存在，但这种情况一旦发生，就会给直升机带来很大的风险，因此需要在地面上对直升机发动机扭矩等参数进行测试，检查直升机发动机工作的状况，提前排除发动机故障。对于直升机系统来说，在其飞行前都需要对其参数进行测试，然而，由于直升机地面参数与空中参数的不一致，致使其在地面上所获得的参数没有太大的意义。因此，有必要采用一套的直升机参数测试系统，模拟直升机在飞行中可能遇到的情况，获得飞机的响应， 并以此为依据制定飞行员应急预案，提高飞行的可靠性。

发明内容
本发明提供一种扭矩测试仪。本发明创造的目的是这样实现的
一种直升机地面试验用扭矩测试仪，其组成包括压力发生装置，所述的压力发生装置和电气控制装置相连接，所述的电气控制装置包括与压力容器相连的减压阀，测量减压后流体压力的传感器，所述的减压阀与显示控制设备相连，所述的传感器与显示控制设备相连，所述的显示控制设备通过电缆与上位机通信，所述的显示控制设备与直升机仪表相连。上述的直升机地面试验用扭矩测试仪，所述的压力发生装置包括加压泵，所述的加压泵为压力容器加压。上述的直升机地面试验用扭矩测试仪，所述的显示控制设备包括显示设备和控制设备，所述的控制设备包括仪表接口，微处理模块，按键模块。有益效果I.本产品直升机扭矩测试仪是模拟直升机扭矩的产生，可产生从O 520KPa的直升机扭矩压力，此扭矩测试仪连续输出直升机扭矩信号，以此来检测机上仪表的性能。此扭矩测试仪通过地面模拟测试中的传感器，能够替换成直升机压力传感器进行测试，定期对直升机动力装置的压力传感器进行检测和校准，保证直升机动力装置的仪表显示的准确性，为飞行安全保驾护航。本产品能够独立对直升机的动力装置进行测量，再将仪表显示的数据和直升机仪表在同等条件下测试的市局进行比对，定时对直升机仪表进行检测和校准。 此扭矩测试仪对直升机动力装置进行地面模拟测试，可以极大地提高直升机的飞行可靠性，对减少飞行事故，提高飞行前检查具有重要意义。


附图I是本产品的压力发生装置和电气控制部分图。附图2是本产品的功能模块图。附图3是本产品的设备模块图。附图4是本产品的仪表表盘图。附图5是本产品的传感器框图。附图6是传感器模块电路图。附图7是以太网接口电路图。 附图8是MCU电路图。附图9是串口电路图。附图10是信号转换器(SPI FLASH)电路图。附图11是电源电路图。
具体实施例方式
实施例I :
一种直升机地面试验用扭矩测试仪，其组成包括压力发生装置1，所述的压力发生装置I和电气控制装置2相连接，所述的电气控制装置2包括与压力容器4相连的减压阀 8，测量减压后流体压力的传感器9，所述的减压阀8与显示控制设备7相连，所述的传感器 9与显示控制设备7相连，所述的显示控制设备7通过电缆与上位机通信，所述的显示控制设备与直升机仪表相连。设备的机械部分按本领域普通技术人员能够理解的方式就能组装即可。实施例2
实施例I所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，所述的压力发生装置包括加压泵，所述的加压泵为压力容器加压。压力发生装置主要由加压泵和压力容器构成，加压泵又称气体泵也称空气压缩机，是气源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。气体泵工作原理类似于压力增压器，其工作原理是压缩空气驱动大面积端活塞，小面积端得到高压气体输出。压力容器的意义在于，先利用加压泵在压力容器内产生一定得压力，由于加压泵是往复运动的，其压力非恒定值，压力容器利用其体积起到阻尼的作用，可以使由压力容器输出的压力值相对稳定。压力容器内的压力应当在0. 8 IMPa之间。
气体泵由单向阀控制的高压活塞不断的将气体排出，气体泵的出口压力大小与空气驱动压力有关。根据气体泵技术特性，当驱动部分和气体部分之间的压力大到平衡时，气体泵会停止运动。当输出压力下降时或空气驱动压力增加时，气体泵会自动启动运行，直至再次达到压力平衡后会自动停止。实施例3
实施例I所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，电气控制部分由减压阀、传感器、显示与控制装置、通讯器件构成，机上交联仅仅是系统与直升机采用电连接器连接后，将所需信号传给直升机上显示或将直升机上信号连接到现实与控制装置。这样，本实验仪和直升机上的压力传感器和显示仪表同时工作。以本实验装备对直升机上的传感器和显示仪表进行校准。具体设备详细信息
I.减压阀
减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。.传感器
传感器采用压阻式压力传感器，传感器的敏感芯片是根据压阻效应原理，利用半导体和微加工工艺在单晶硅上形成一个与传感器量程相应厚度的弹性膜片，再在弹性膜片上采用微电子工艺形成四个应变电阻，组成一个惠斯通电桥。当压力作用后，弹性膜片就会产生变形，形成正、负两个应变区；同时材料由于压阻效应，其电阻率就要发生相应的变化。传感器是通过其核心部件一压力敏感元件将压力转换成电压信号，然后再通过调理电路将这个信号调理成满足合同要求的信号。图4中虚线框内的部分为调理电路。其中包括电路输入输出保护、滤波、恒流供电、线性补偿、温度补偿、放大等部分，各部分分别完成了电路的内外保护、干扰的滤除、压力敏感元件恒流供电及温度补偿、输出信号的线性补偿、输出信号放大等功能。.显示与控制装置
显示与控制装置采用单片机系统采集，传感器的输出信号通过AD转换器送单片机，采用液晶屏显示，并实现以下功能
I)基准信号显示
当标准传感器/被测传感器开关向上，标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向上时，面板右侧应显示100. 0%±2. 0%。)被测扭矩传感器显示
当标准传感器/被测传感器开关向下，标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向上，这时， 面板右侧应显示被测扭矩传感器的扭矩值，调节压力源装置的压力，两显示器将随之变化， 当左边显示器(标准压力显示器)显示压力为350kPa时，右侧被测扭矩传感器的显示值应为 100. 0%±2. 0%。)将标准信号送出
当标准传感器/被测传感器开关 向上，标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向下，这时， 面板右侧显示值无效，通过机上交联接插件3脚输出3. 692V±0. 08V电压。)将外部±15V电压送给被测扭矩传感器，同时被测传感器输出信号送出当标准传感器/被测传感器开关向下，标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向下，这时， 面板右侧显示值无效，通过机上交联接插件给被测扭矩传感器供电，同时被测传感器输出信号送出，外部电源断开后被测传感器不输出。)上位机通信
当系统设置为上位机通信状态时，所有信号上传到上位机，同时，上位机可以控制以上所有步骤。通信
在本次设计任务中采用了串口作为系统与外界的通信接口，可以在上位机随时观察到输入数据和输出数据，方便进行测量与控制。操作说明
5. I连接被测扭矩传感器及机上显示器；
将被测传感器可靠安装到被测传感器接口；
交联输出电缆连接到机上显示器。工作选择方式基准扭矩信号显示
标准传感器/被测传感器开关向上；
标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向上；
这时，面板右侧显示器(扭矩显示器)应显示100. 0%±2. 0%。被测扭矩传感器显示
标准传感器/被测传感器开关向下；
标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向上；
这时，面板右侧显示器(扭矩显示器)应显示被测扭矩传感器的扭矩值，调节压力源装置的压力，两显示器将随之变化，当左边显示器(标准压力显示器)显示压力为350kPa时，右侧被测扭矩传感器的显示值应为100. 0%±2. 0%。将标准信号送出
标准传感器/被测传感器开关向上；
标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向下；
这时，面板右侧显示器显示值无效，输出3. 692V±0. 08V电压通过机上交联接插件送机上显示器。将机上±15V电压送给被测扭矩传感器，同时被测传感器输出信号送出标准传感器/被测传感器开关向下；
标准扭矩显示/机上扭矩显示开关向下；
这时，面板右侧显示器显示值无效，通过机上交联接插件给被测扭矩传感器供电， 同时被测传感器输出信号送机上显示器显示。实施例4
实施例I或2或3所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，所述的显示控制设备包括显示设备和控制设备，所述的控制设备包括仪表接口，微处理模块，按键模块。本扭矩测试仪是由黑龙江省自动化系统工程公司研制开发的，用于Z9型机扭矩测量系统的校准及维护、排故等需要，它具有重量轻、操作方便等特点采集发动机工况的反馈参数，对Z9型号的系列直升机发动机进行地面自动测试，分析发动机工作状态并进行故障诊断。实施例5 实施例I或2或3所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，微处理器模块10分别连接键盘接口模块11，液晶显示模块12，标准压力模块13，存储卡模块14，以太网模块15。实施例6
实施例I或2或3所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，微处理器模块10分别连接仪表接口 17，测量模块18，按键模块19，显示模块20。实施例7:
实施例I或2或3所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，被测压力传输到压力敏感元件30，所述的压力敏感元件30和高阻并联放大电路21相连，所述的高阻并联放大电路21 和放大与偏置电路22相连,所述的放大与偏置电路22与滤波输出电路23相连,所述的滤波输出电路23和电路保护电路24相连，所述的电路保护电路24输出信号或连接线性补偿电路25，所述的线性补偿电路25连接恒流供电电路26，从输入保护电路27向系统供电后， 所述的输入保护电路27连接电源滤波电路28，所述的电源滤波电路28连接所述的恒流供电电路26，所述的恒流供电电路26连接温度补偿电路29和所述的压力敏感元件30，所述的温度补偿电路29连接压力敏感元件30。
权利要求
1.一种直升机地面试验用扭矩测试仪，其组成包括压力发生装置，其特征是所述的压力发生装置和电气控制装置相连接，所述的电气控制装置包括与压力容器相连的减压阀，测量减压后流体压力的传感器，所述的减压阀与显示控制设备相连，所述的传感器与显示控制设备相连，所述的显示控制设备通过电缆与上位机通信，所述的显示控制设备与直升机仪表相连。
2.根据权利要求I所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，其特征是所述的压力发生装置包括加压泵，所述的加压泵为压力容器加压。
3.根据权利要求I或2所述的直升机地面试验用扭矩测试仪，其特征是所述的显示控制设备包括显示设备和控制设备，所述的控制设备包括仪表接口，微处理模块，按键模块。
全文摘要
本发明涉及一种直升机地面试验用扭矩测试仪。目前，直升机动力系统需要定期进行检修，但单从外观进行设备是否正常工作的判断实在存在隐患。本产品组成包括压力发生装置(1)，所述的压力发生装置(1)和电气控制装置(2)相连接,所述的电气控制装置(2)包括与压力容器(4)相连的减压阀(8)，测量减压后流体压力的传感器(9)，所述的减压阀与(8)显示控制设备(7)相连，所述的传感器(9)与显示控制设备(7)相连，所述的显示控制设备(7)通过电缆与上位机(6)通信，所述的显示控制设备(7)与直升机仪表相连。使用的本产品用于校准直升机动力设备及仪表。
文档编号G01L25/00GK102620885SQ20121005337
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月3日 优先权日2012年3月3日
发明者刘彤军, 孙凯明, 张冬青, 甄海涛, 石磊, 陈庆文 申请人:黑龙江省自动化系统工程公司