试飞验证系统电阻型传感器模拟信号硬件设计

发布时间：2017-07-26 13:14

  本文关键词：试飞验证系统电阻型传感器模拟信号硬件设计

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【摘要】：目前我国航空工业发展迅速,但是与之相对应的测试与分析技术还相对比较落后。在航空设备研发过程中缺少针对机载设备的完整的验证测试平台,难以对机载设备在装机之前进行全面的验证试验和评估。在飞机的飞行试验中试飞机载测试系统是获取和记录飞机各种飞行参数、指标的重要设备,急需要一个有效的综合实验验证环境即地面验证平台,以确保系统的稳定、可靠和准确性。本论文研究的内容正是我国国产商用大飞机试飞机载测试系统地面验证平台-模拟信号源系统中部分类型模拟信号的设计。本文首先论述了课题的研究背景和意义,介绍了航空装备地面试验测试技术的国内外研究现状和发展趋势以及航空测试传感器的发展趋势。紧接着对试飞验证系统的相关知识,包括机载测试系统、地面验证平台的组成和作用进行了介绍。然后概述了模拟信号源系统的组成原理、设计思路等。本文重点研究了模拟信号源系统中电阻型传感器模拟信号硬件的设计方法及实现。本文主要涉及热电阻、电位计、应变类型传感器的信号模拟。通过对几种程控电阻模拟方法的比较确定了本课题采用的主要设计思路。根据模拟信号源系统的整体结构和要求设计了硬件板卡的总体结构;分别详细分析了热电阻传感器、电位计传感器、电阻式应变传感器的工作原理和输入输出特性;针对课题指标要求设计了这三种传感器的信号模拟电路;配合PCI通信板卡完成本地总线的定义和通信协议的制定;完成了通道的配置及通道间的同步设计;针对各类型板卡工作原理及信号源系统的软件结构设计了各类型板卡的API函数,最后对板卡进行了实验分析。本课题中模拟信号源的外特性与某类被模拟的传感器的行为和性能完全吻合,包括输出阻抗特性、激励源负载特性等。模拟信号源的输出模拟电阻的量值可接受计算机程序设置,其分辨力和精度满足技术指标的要求,并且精度可通过校准来保证。
【关键词】：电阻型传感器 地面验证平台 电阻模拟
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V217;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究工作的背景11-13
• 1.2 国内外研究历史与现状13-16
• 1.2.1 航空装备地面试验测试技术国内外研究历史与现状13-14
• 1.2.2 航空测试传感器发展趋势14-16
• 1.3 本课题研究的内容16
• 1.4 本论文的结构安排16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 试飞验证模拟信号源系统17-25
• 2.1 试飞机载测试系统地面验证平台17-20
• 2.1.1 试飞机载测试系统概述17-18
• 2.1.2 地面验证平台作用及组成18-20
• 2.2 模拟信号源系统20-23
• 2.2.1 信号源机箱的组成21-22
• 2.2.2 信号源系统集成中的总线技术22-23
• 2.3 模拟信号源系统方案的设计思路23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 试飞测试用传感器25-34
• 3.1 传感器简介25-27
• 3.1.1 传感器的组成及分类25-27
• 3.1.2 传感器在航空测试中的作用27
• 3.2 模拟信号源系统所涉及传感器27-28
• 3.3 设计基本原则和方法28-33
• 3.3.1 设计基本原则28-29
• 3.3.2 组成程控模拟电阻的方法29-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 电阻型传感器模拟信号硬件设计34-52
• 4.1 模拟信号硬件板卡总体设计34
• 4.2 热电阻类型传感器信号模拟电路设计34-40
• 4.2.1 热电阻类型模拟信号板卡要求34-35
• 4.2.2 热电阻测量温度原理35-36
• 4.2.3 热电阻类型传感器信号模拟电路36-38
• 4.2.4 分档位可调电阻板卡设计要求38
• 4.2.5 分档位可调电阻板卡信号模拟电路38-40
• 4.3 电位计类型传感器信号模拟电路设计40-43
• 4.3.1 电位计类型模拟信号板卡要求40-41
• 4.3.2 电位计类型传感器原理41-42
• 4.3.3 电位计类型传感器信号模拟电路42-43
• 4.4 应变类型传感器信号模拟电路设计43-48
• 4.4.1 应变模拟信号板卡要求43
• 4.4.2 应变类型传感器原理43-46
• 4.4.3 应变类型传感器信号模拟电路46-48
• 4.5 FPGA选型及时钟48-49
• 4.6 板卡电源49-50
• 4.7 多通道设计50-51
• 4.7.1 系统信道数量配置方案50-51
• 4.7.2 电阻型信号通道数量分类汇总51
• 4.8 本章小结51-52
• 第五章 板卡控制逻辑及API函数设计52-70
• 5.1 硬件板卡控制逻辑总体设计52
• 5.2 本地总线通信模块52-59
• 5.2.1 模拟信号源本地总线52-54
• 5.2.2 本地总线通信模块设计54-59
• 5.3 DAC控制模块59-62
• 5.4 分档位电阻控制模块62-63
• 5.5 板卡API函数设计63-69
• 5.6 本章小结69-70
• 第六章 板卡实验及结果分析70-78
• 6.1 热电阻板卡实验70-71
• 6.1.1 热电阻板卡实验数据70-71
• 6.1.2 热电阻板卡误差分析71
• 6.2 分档位电阻板卡实验71-74
• 6.2.1 分档位电阻板卡实验数据71-72
• 6.2.2 分档位电阻板卡误差分析72-74
• 6.3 电位计板卡实验74-75
• 6.3.1 电位计板卡实验数据74
• 6.3.2 电位计板卡误差分析74-75
• 6.4 应变板卡实验75-77
• 6.4.1 应变板卡实验数据75-76
• 6.4.2 应变板卡误差分析76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 第七章 全文总结与展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-82
• 攻读硕士学位期间取得的成果82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 宋琦;曹晨;孙建华;;用于模拟铂电阻温度传感器的可编程精密合成电阻[J];中国舰船研究;2012年02期

2 杨春霞;王伟;;大型客机机载测试系统构架研究[J];测控技术;2014年07期

3 赵燕;高尚;张多源;;应变电桥选择方法在飞行载荷测量中的应用[J];现代机械;2012年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 范旭明;王建军;李杨;;试飞测试系统地面实验验证技术初探[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵呈恺;通用测试台模拟信号源的设计[D];中北大学;2009年

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本文编号：576552