航空发动机进口温度测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种航空发动机进口温度测量装置，其包括设置在航空发动机上的热电偶，热电偶输出端与接线盒输入端相连接；接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接；信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接；数据采集卡的输出端与核心控制器的输入端相连接。在信号调理模块中，利用两个只能测量正电压的隔离传感器替代一个能同时测正负电压的隔离传感器，解决了同时测正负电压的隔离传感器测量精度偏低的问题，显著地提高了测量精度，保证了测量结果的准确性。本发明专利技术同时公开了一种航空发动机进口温度测量装置的测量方法。

【技术实现步骤摘要】
航空发动机进口温度测量装置及其测量方法
本专利技术涉及航空发动机
，特别是涉及一种航空发动机进口温度测量装置及其测量方法，具体说就是在地面试车过程中，通过实时测量航空发动机进口温度，进而监控航空发动机工作状态。
技术介绍
航空发动机进口温度是监控其工作状态的重要参数，通常地面检查时都需要测量这个温度，同时需要保证有较高的测量精度。目前，各种类型航空发动机基本上在其进口都装有测温用热电偶，热电偶测得的热电势通过温度补偿导线连接到接线盒并输出。由于热电偶测得的热电势都是毫伏级电压信号，大概0.04mV对应1℃，所以测量精度很难保证，尤其是对于航空发动机进口温度，测量精度就更难保证，这是因为测量航空发动机进口温度，通常利用温度补偿导线从接线盒输出端引出信号，并连接到电压隔离传感器。加装电压隔离传感器的目的：一是将被测信号成比例的进行线性转化，二是采用隔离的方法保证航空发动机的安全，同时隔断外界的共模电压和串引进来的电磁干扰。由于航空发动机进口测量温度范围大体在-77℃～207℃之间，所以测得热电势既可能为正也可能为负，这就要求加装的电压隔离传感器的测量范围需要能够同时测量正负电压。如图3(a)所示，现有技术是利用温度补偿导线从接线盒输出端引出信号，并连接到能够同时测正负电压的一号电压隔离传感器1。通过实际使用发现，对于同时测正负电压的一号电压隔离传感器1，型号为WBV151S07-1，输入电压-15mV～15mV，输出电压-5V～5V，输入输出呈线性关系，输入阻抗大于1MΩ，但由于它可以同时测正负电压这一特性，导致传感器零点极其不稳定，测量结果精度偏低，只能够达到0.2％，无法满足精度要求，采用减零点和拟合等多种方法效果均不理想。
技术实现思路
为了解决同时测正负电压隔离传感器，零点极其不稳定，进而影响航空发动机进口温度测量精度这一问题，本专利技术提供一种航空发动机进口温度测量装置及其测量方法，弥补了同时测正负电压隔离传感器零点不稳定的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：提供一种航空发动机进口温度测量装置，包括热电偶、接线盒、信号调理模块、冷端温度补偿模块、数据采集卡、控制器、EL显示屏、供电电源，热电偶设置在航空发动机上，热电偶通过温度补偿导线与接线盒相连接，接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接，信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接，数据采集卡与核心控制器双向连接，控制器输出端与显示屏相连接；所述信号调理模块包括二号电压隔离传感器2、三号电压隔离传感器3、一号RC低通滤波器4、二号RC低通滤波器5、一号电压跟随器和二号电压跟随器，接线盒的输出端通过温度补偿导线分别与二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3相连接，且温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器2正接，与三号电压隔离传感器3反接，二号电压隔离传感器2的输出端与一号RC低通滤波器4连接，三号电压隔离传感器3的输出端与二号RC低通滤波器5连接，一号RC低通滤波器4输出端接一号电压跟随器输入端，二号RC低通滤波器5输出端接二号电压跟随器输入端；一号电压跟随器的输出端与数据采集卡连接，二号电压跟随器的输出端与数据采集卡相连接。一种航空发动机进口温度测量装置的进一步改进方案，所述信号调理模块的具体电路连接关系为：二号电压隔离传感器2的第1引脚和三号电压隔离传感器3的第1引脚与+12V电压相连接，二号电压隔离传感器2的第2引脚和三号电压隔离传感器3的第2引脚与GND相连接；接线盒正输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器2的第5引脚相连接，与三号电压隔离传感器3的第4引脚相连接；接线盒负输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器2的第4引脚相连接，与三号电压隔离传感器3的第5引脚相连接；二号电压隔离传感器2的输出端第3引脚与一号RC低通滤波器4的电阻R1一端相连接，电阻R1的另一端与电容C1的一端和一号RC低通滤波器4输出端相连接，电容C1的另一端与GND相连接；三号电压隔离传感器3的输出端第3引脚与二号RC低通滤波器5的电阻R2一端相连接，电阻R2另一端与电容C2的一端和二号RC低通滤波器5输出端相连接，电容C2的另一端与GND相连接。一号RC低通滤波器4输出端接一号OP07运算放大器6组成的一号电压跟随器输入端第3引脚，二号RC低通滤波器5输出端接二号OP07运算放大器7组成的二号电压跟随器输入端第3引脚；一号OP07运算放大器6的第7引脚和二号OP07运算放大器7的第7引脚与+12V相连接，一号OP07运算放大器6的第4引脚和二号OP07运算放大器7的第4引脚与-12V相连接；一号OP07运算放大器6的第6引脚和第2引脚短接，二号OP07运算放大器7的第6引脚和第2引脚短接；一号OP07运算放大器6的输出端第6引脚与数据采集卡第1引脚相连接，二号OP07运算放大器7的输出端第6引脚与数据采集卡第2脚相连接。一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案，所述冷端温度补偿模块包括AD590集成温度传感器8和三号电压跟随器，AD590集成温度传感器8的输出端与电压跟随器输入端连接，三号电压跟随器输出端与数据采集卡连接。一种航空发动机进口温度测量装置的进一步改进方案，所述冷端温度补偿模块的具体电路连接关系为：AD590集成温度传感器8的第1脚与+12V相连接；AD590集成温度传感器8的第2脚与电阻R3一端相连接，电阻R3的另一端与GND相连接；AD590集成温度传感器8的输出端第2脚与三号OP07运算放大器(9)组成的三号电压跟随器输入端第3引脚相连接，三号OP07运算放大器9的第7引脚与+12V相连接，三号OP07运算放大器9的第4引脚与-12V相连接；三号OP07运算放大器9的第6引脚和第2引脚短接，三号OP07运算放大器9输出端的第6引脚与数据采集卡第3引脚相连接。一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案，所述控制器选用PC104总线的嵌入式工业计算机，完成对数据的运算、分析、处理并以适当形式显示测量结果；所述数据采集卡选用PM511PU多功能数据采集卡。一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案，所述二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3选用WBV342S01-1电量隔离传感器。一种航空发动机进口温度测量装置的改进方案，所述热电偶安装在航空发动机进口，其工作温度范围为-77℃～207℃。本专利技术选用精度较高的二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3代替精度较低的一号电压隔离传感器1，具体做法是温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器2正接，与三号电压隔离传感器3反接，当温度补偿导线两端为正电压时，二号电压隔离传感器2正常工作，而三号电压隔离传感器3反接输入电压为负，不能正常工作，所以二号电压隔离传感器2输出电压为测量电压；当温度补偿导线两端为负电压时，由于二号电压隔离传感器2输入电压为负，不能正常工作，而温度补偿导线与三号电压隔离传感器3反接，所以三号电压隔离传感器3输入为正电压，可以正常工作，由于是反接，所以三号电压隔离传感器3输出电压的相反数为测量电压。对于只能测量正电压的二号电压隔离传感器2和三号电压隔离传感器3，型号为WBV342S01-1，输入电压0～15mV，输出电压0～5V，输入输出呈线性关系，输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机进口温度测量装置，包括热电偶、接线盒、信号调理模块、冷端温度补偿模块、数据采集卡、控制器、EL显示屏、供电电源，热电偶设置在航空发动机上，热电偶通过温度补偿导线与接线盒相连接，接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接，信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接，数据采集卡与核心控制器双向连接，控制器输出端与显示屏相连接；所述信号调理模块包括二号电压隔离传感器(2)、三号电压隔离传感器(3)、一号RC低通滤波器(4)、二号RC低通滤波器(5)、一号电压跟随器和二号电压跟随器，接线盒的输出端通过温度补偿导线分别与二号电压隔离传感器(2)和三号电压隔离传感器(3)相连接，且温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器(2)正接，与三号电压隔离传感器(3)反接，二号电压隔离传感器(2)的输出端与一号RC低通滤波器(4)连接，三号电压隔离传感器(3)的输出端与二号RC低通滤波器(5)连接，一号RC低通滤波器(4)输出端接一号电压跟随器输入端，二号RC低通滤波器(5)输出端接二号电压跟随器输入端；一号电压跟随器的输出端与数据采集卡连接，二号电压跟随器的输出端与数据采集卡相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机进口温度测量装置，包括热电偶、接线盒、信号调理模块、冷端温度补偿模块、数据采集卡、控制器、EL显示屏、供电电源，热电偶设置在航空发动机上，热电偶通过温度补偿导线与接线盒相连接，接线盒输出端与信号调理模块输入端相连接，信号调理模块和冷端温度补偿模块的输出端与数据采集卡的输入端相连接，数据采集卡与控制器双向连接，控制器输出端与显示屏相连接；所述信号调理模块包括二号电压隔离传感器(2)、三号电压隔离传感器(3)、一号RC低通滤波器(4)、二号RC低通滤波器(5)、一号电压跟随器和二号电压跟随器，接线盒的输出端通过温度补偿导线分别与二号电压隔离传感器(2)和三号电压隔离传感器(3)相连接，且温度补偿导线同时与二号电压隔离传感器(2)正接，与三号电压隔离传感器(3)反接，二号电压隔离传感器(2)的输出端与一号RC低通滤波器(4)连接，三号电压隔离传感器(3)的输出端与二号RC低通滤波器(5)连接，一号RC低通滤波器(4)输出端接一号电压跟随器输入端，二号RC低通滤波器(5)输出端接二号电压跟随器输入端；一号电压跟随器的输出端与数据采集卡连接，二号电压跟随器的输出端与数据采集卡相连接。2.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置，其特征在于，所述信号调理模块的具体电路连接关系为：二号电压隔离传感器(2)的第1引脚和三号电压隔离传感器(3)的第1引脚与+12V电压相连接，二号电压隔离传感器(2)的第2引脚和三号电压隔离传感器(3)的第2引脚与GND相连接；接线盒正输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器(2)的第5引脚相连接，与三号电压隔离传感器(3)的第4引脚相连接；接线盒负输出端通过补偿导线与二号电压隔离传感器(2)的第4引脚相连接，与三号电压隔离传感器(3)的第5引脚相连接；二号电压隔离传感器(2)的输出端第3引脚与一号RC低通滤波器(4)的电阻R1一端相连接，电阻R1的另一端与电容C1的一端和一号RC低通滤波器(4)输出端相连接，电容C1的另一端与GND相连接；三号电压隔离传感器(3)的输出端第3引脚与二号RC低通滤波器(5)的电阻R2一端相连接，电阻R2另一端与电容C2的一端和二号RC低通滤波器(5)输出端相连接，电容C2的另一端与GND相连接；一号RC低通滤波器(4)输出端接一号OP07运算放大器(6)组成的一号电压跟随器输入端第3引脚，二号RC低通滤波器(5)输出端接二号OP07运算放大器(7)组成的二号电压跟随器输入端第3引脚；一号OP07运算放大器(6)的第7引脚和二号OP07运算放大器(7)的第7引脚与+12V相连接，一号OP07运算放大器(6)的第4引脚和二号OP07运算放大器(7)的第4引脚与-12V相连接；一号OP07运算放大器(6)的第6引脚和第2引脚短接，二号OP07运算放大器(7)的第6引脚和第2引脚短接；一号OP07运算放大器(6)的输出端第6引脚与数据采集卡第1引脚相连接，二号OP07运算放大器(7)的输出端第6引脚与数据采集卡第2脚相连接。3.按照权利要求1所述的一种航空发动机进口温度测量装置，其特征在于，所述冷端温度补偿模块包括AD590集成温度传感器(8)和三号电压跟随器，AD590集成温度传感器(8)的输出端与三号电压跟随器输入端连接，三号电压跟随器输出端与数据采集卡连接。4.按照权利要求3所述的一种航空发动机进口温度测量装置，其特征在于，所述冷端温度补偿模块的具体电路连接关系为：AD590集成温度传感器(8)的第1脚与+12V相连接；AD590集成温度传感器(8)的第2脚与电阻R3一端相连接，电阻R3的另一端与GND相连接；AD590集成温度传感器(8)的输出端第2脚与三号OP07运算放大器(9)组成的三号电压跟随器输入端第3引脚相连接，三号OP07运算放大器(9)的第7引脚与+12V相连接，三号OP07运...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，林学东，李德刚，陆松岩，蔡忠春，崔连柱，赵鹏，冯志书，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22