便携式发动机测试设备的研究

　　摘要：针对现有发动机状态检测设备体积、重量大，集成度低，导致其灵活性较差的问题，本文提出了一种便携式发动机测试设备的研制方案，给出了详细的硬件和软件设计。该便携式发动机测试设备具有携带、使用方便、智能化、集成度高的特点。

　　引言

　　目前检测飞机发动机各状态参数的设备，体积和重量大，集成度很低，导致其灵活性较差，不能很好地满足现代作战对发动机测试的要求，且给地勤人员增加了飞机的维护保障难度，影响了飞机的保障效率^[1,2]。因此，研制一套功能齐全，智能化、集成度高，使用、携带方便的发动机状态原位监测设备尤为迫切。

　　系统总体设计

　　发动机状态检测设备总体构成如图1所示，由适配器、信号采集处理模块、硬件测试平台组成。图中，机载传感器敏感被测对象发动机的各种物理量(温度、压力、转速等)，并将其转换成电信号。适配器将输入的电信号通过处理转化为标准电信号送给硬件测试平台，测试平台对输入信号进行相关运算和处理后、通过显示器显示最终的测试结果;并实时保存测试数据，为地勤人员进一步对发动机进行故障分析与诊断。　　

 

　　硬件设计

　　设计方案

　　硬件平台设计采用嵌入式平台，它是系统的智能指挥中心，根据检测设备总体设计要求，所设计的硬件平台结构如图2所示，它由最小系统和各种外围扩展电路接口组成。硬件平台在设计中采用分层结构设计，顶层为最小核心系统层，底层为外围扩展模块层。　　

 

　　最小系统层由处理器(S3C2410)，64M字节NAND Flash，两片64M字节SDRAM，网口芯片CS8900，Multi-ICE调试接口和复位模块组成。底层由LCD模块，SD卡模块和电源模块等组成。

　　最小系统由嵌入式实时操作系统Windows CE进行系统管理和运行应用程序，采用Flash存储器来存储操作系统代码，由于Flash的读写速度相对较慢，因此不直接用Flash运行操作系统和应用程序，而是选择两片64M SDRAM作为闪存。系统加电时，地址指针首先指到Flash的第一个地址，执行Boot Loader进行系统初始化，将操作系统本身拷贝解压到SDRAM中，让整个操作系统在SDRAM里执行，使系统达到最佳的速度。SD卡保存每次测试的结果，建立数据库，提供大容量的存储空间^[6]。LCD接口为嵌入式处理机提供自由、强大的用户输入输出接口。为满足状态检测与故障诊断系统软件开发的需要，设计了必要的扩展按钮、工作状态指示灯和键盘接口等。电源管理模块提供5V，3.3V和1.8V三种电源。时钟模块由12MHz的系统时钟和32.768kHz的实时时钟组成。Multi-ICE接口用于S3C2410的在线调试。

　　发动机信号采集处理模块设计

　　该模块完成传感器输出信号的采集和数据处理工作，其结构如图3所示。嵌入式平台通过数据总线读取该模块的数据，计算出实时的测量值，同时利用软件绘制出发动机各个参数的试车曲线，记录并保存测试数据。