翁康靜

（上海飛機設(shè)計研究院 液壓部，上海 201210）

0 引言

民機胎壓及剎車溫度模擬裝置是地面模擬試驗測試系統(tǒng)中的重要組成部分，胎壓及剎車溫度模擬裝置是起落架系統(tǒng)重要的外圍信號仿真設(shè)備，用于模擬飛機胎壓和剎車溫度信號，通過接口傳輸?shù)絼x車控制單元BCMU，驗證BCMU功能及EICAS機組顯示功能，以滿足民機剎車系統(tǒng)原理性試驗、研發(fā)性試驗、地面模擬試驗等不同狀態(tài)下胎壓及剎車溫度信號的輸入需求。本文設(shè)計了整個模擬裝置及其控制系統(tǒng)，完成了數(shù)據(jù)通信傳輸。

1 模擬裝置功能及組成

1.1 模擬裝置功能

胎壓及剎車溫度模擬裝置應(yīng)具備以下功能：①能模擬輸出胎壓信號和剎車溫度信號，輸出的信號可以預(yù)先定制曲線，也可以實時進行調(diào)節(jié)；②能夠檢測真實傳感器的胎壓及剎車溫度信號。

1.2 模擬裝置組成

胎壓及剎車溫度模擬裝置由信號模擬模塊、信號檢測模塊、控制顯示模塊及接口組成，如圖1所示。其中，B1與A2相連為真實系統(tǒng)工作情況，A1與B2或B3相連實現(xiàn)模擬信號檢測；A1與B1相連實現(xiàn)真實傳感器信號檢測；B2或B3與A2相連實現(xiàn)模擬信號傳輸?shù)紹CMU。

控制顯示模塊作為控制單元，控制信號模擬模塊，接收信號檢測模塊的信號并顯示；信號模擬模塊負責(zé)按接收到的控制指令模擬發(fā)送胎壓及剎車溫度電信號；信號檢測模塊對真實傳感器信號或模擬輸出信號進行檢測，傳給控制顯示模塊。

2 模擬裝置設(shè)計要求

2.1 模擬裝置總體要求

對模擬裝置的總體要求如下：①應(yīng)具備試驗室以及外場試驗工作能力；②電源應(yīng)符合我國220 V、50 Hz的標(biāo)準(zhǔn)；③應(yīng)與周邊環(huán)境電磁隔離，互不干擾；④工作溫度為-20℃～50℃；⑤相對濕度為20%～90%；⑥應(yīng)做成便攜式設(shè)備，要求體積小、易攜帶、便于使用；⑦輸出信號到BCMU時需滿足BCMU自檢要求。

圖1 模擬裝置組成示意圖

2.2 信號模擬模塊

信號模擬模塊采用PXI架構(gòu)，由PXI機箱、PXI控制器以及PXI高速模擬信號輸出模塊和PXI高速信號采集模塊組成。系統(tǒng)還提供現(xiàn)場胎壓測試裝置一套，用以在試驗過程中校準(zhǔn)胎壓。信號模擬模塊的硬件性能指標(biāo)及用途如下：

（1）PXIS-2558 T-B：提供PXI DAQ板卡承載機箱以及電源，以及現(xiàn)場測試所需的顯示控制界面。

（2）PXI-3950：作為系統(tǒng)的主控制器，現(xiàn)場測試軟件運行于其上，可實現(xiàn)輸出曲線設(shè)置以及采集數(shù)據(jù)顯示保存等功能。

（3）PXI-2502：實現(xiàn)8通道胎壓傳感器信號模擬。PXI-2502為高速高性能模擬輸出DAQ卡，可實現(xiàn)在8通道同時進行模擬輸出的狀態(tài)下保持1 MS／s的更新率。每個通道的基準(zhǔn)源和輸出極性均可編程，產(chǎn)生復(fù)雜的調(diào)制模擬信號，可滿足輸出134.2 k Hz的波形需求。

（4）PXI-2010：實現(xiàn)8通道胎壓傳感器信號采集功能。PXI-2010為高速高性能數(shù)據(jù)采集DAQ卡，能實現(xiàn)4通道的同時采集，每通道的采集速率可達到2 MS／s，可滿足周期為134.2 k Hz的信號采集需求。

（5）PXI-9527：實現(xiàn)6通道溫度傳感器信號模擬及6通道溫度傳感器信號采集。PXI-9527為高性能多功能DAQ卡，可實現(xiàn)高精度的信號輸出以及信號采集。

（6）PMC45智能型高精度壓力變送器，自帶顯示屏，可方便地實現(xiàn)現(xiàn)場的胎壓測試校準(zhǔn)。

2.3 信號檢測模塊

信號檢測模塊功能如下：

（1）信號檢測模塊用于信號檢測。其主要功能為檢測真實傳感器信號或模擬輸出信號，并可將信號傳輸給控制顯示模塊顯示。

（2）提供胎壓測試裝置一套，以及關(guān)鍵部件的備件一套，用于測試機輪輪胎中氮氣壓力，以校準(zhǔn)壓力。胎壓測試裝置構(gòu)成示意圖如圖2所示。

圖2 胎壓測試裝置構(gòu)成示意圖

（3）該測試裝置應(yīng)為便攜手持式，直接插到輪胎充氣口即可測量。

（4）接口應(yīng)符合輪胎充氣口尺寸形式（待定）。

（5）儀表壓力測試范圍應(yīng)不小于0 psig～350 psig（1 psig＝6.894 k Pa），精度應(yīng)優(yōu)于0.5 psig。

2.4 控制顯示模塊

控制顯示模塊采用控制顯示軟件安裝在信號模擬／檢測模塊上，可在現(xiàn)場直接運行并控制測試過程。筆記本電腦作為上位機平臺，可通過遠程軟件監(jiān)視并控制信號模擬／檢測模塊上運行的控制顯示程序，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。

軟件采用模塊化開發(fā)方式，具有如下功能：①控制模擬設(shè)備的運行、停止；②控制模擬設(shè)備實時采集并顯示8路胎壓傳感器信號及6路剎車溫度傳感器信號，以圖表及數(shù)字方式顯示實時數(shù)據(jù)；③控制模擬設(shè)備模擬輸出8路胎壓傳感器信號及6路剎車溫度傳感器信號；④輸出信號的波形、幅值、頻率、零點等參數(shù)，可在軟件界面上通過控件實時設(shè)定，也可通過預(yù)制輸出曲線自由設(shè)定；⑤可設(shè)定采集數(shù)據(jù)存儲位置并存儲數(shù)據(jù)；⑥可將采集的數(shù)據(jù)根據(jù)模板自動生成試驗報告。數(shù)據(jù)采集過程見圖3。

圖3 數(shù)據(jù)采集傳輸過程

2.5 接口模塊

接口模塊用以將信號模擬／檢測模塊連接至傳感器、BTCM／BCMU以及信號轉(zhuǎn)接面板，其主要技術(shù)功能包括：①設(shè)置有信號檢測接口及模擬信號輸出接口；②每路信號設(shè)有電流保險模塊，可防止出現(xiàn)因為短路等故障導(dǎo)致的設(shè)備損壞情況；③設(shè)置有6路的傳感器模擬負載，用以連接BTCM的傳感器激勵信號；④接口模塊包括兩套線纜，用以實現(xiàn)與真實設(shè)備連接，以及與信號轉(zhuǎn)接面板連接。接口模塊信號傳輸過程見圖4。

圖4 接口模塊信號傳輸過程

3 小結(jié)

本設(shè)計自動化程度高，遠程可操作，最大程度地減小了安全隱患，同時大大提高了工作效率。

［1］張艷紅，張兆華，劉理天.TPMS的研究和設(shè)計［J］.儀器儀表學(xué)報，2005（s1）：442-444.

［2］吳志瓊，吳毅強.輪胎壓力監(jiān)測模塊的設(shè)計［J］.黑龍江科技信息，2009（8）：22-23.

［3］鄒才杰.基于單片機的汽車輪胎溫度和壓力監(jiān)測系統(tǒng)［J］.科技信息，2010（7）：475-477.