FZC-1型发动机性能参数测试系统的实现

0 引言
定期对发动机参数进行测试是保证飞机发动机性能的正常发挥和飞行安全的必要手段，目前部队进行该项工作时面临的问题主要有三点：一是没有专门用于发动机性能检测的设备。对发动机性能的检测只是在发动机试车时依靠人工读表来完成。二是测试精度低。由于机载传感器少、指示仪表误差大、需记录数据多及状态停留时间短等导致了地面测试精度低，不利于飞机最佳性能的发挥。三是错判、漏测造成的操作反复还使发动机的有效寿命大大减少。以上诸多因素的存在，直接导致座舱内外配合困难、测试工作中人为误差大、劳动强度高、资源浪费严重、测试可靠性差等困难，严重影响部队作战训练任务的完成。为此，我们研制了FZC-1型发动机性能参数测试系统。该系统在发动机地面试车时能够自动判断发动机状态，自动完成技术参数的测试，并将实测值与维护规程规定的范围、参数相比较，判断发动机的性能参数是否正常。
1 系统设计思想及实现途径
该测试系统是以PC-104计算机为控制核心，以传感器技术为依托，以软件技术为开发工具，根据自动测试系统的设计思想和方法，综合运用多种技术手段（如：计算机控制技术、自动测试技术、数字信号处理技术、面向对象编程技术、图形图像处理技术、传感器技术等），构建了一个用于发动机性能自动测试的综合化通用平台。可以实现试车过程中对发动机转速、各种油压、排气温度的实时采集处理，自动判断发动机所处状态，分析计算发动机稳态及起动和加、减速性能和台架点，进行实时参数监控，图文指示发动机各类信息，完成对发动机性能的全面自动化测试。其工作原理如图1所示。

工作时，通过电缆连接发动机上的转速、压力、温度信号测试接头，信号经过调理、A/D转换、计数等操作被采集到计算机系统，结合高速数字I/O测得的状态电门信号，可实现对发动机所处状态的判断，进而完成参数的计算和性能的测试，并实现各类信息的指示和数据存档。
2系统硬件设计
发动机性能参数测试系统硬件部分在装配结构上由一个标准A型机箱组成。机箱内包括PC104系统，主要用来处理数据；2个压力变送器，用来采集发动机的滑油、燃油压力信号；电缆线，提供机箱与发动机之间的电气联系。硬件部分在功能实现上由数据采集和数据处理两个模块组成。
2.1 数据采集模块
该模块由传感器、测压导管、信号及电源电缆和数据调理电路板组成。
1)2个压力变送器及2根测压导管。压力变送器采用湖南赛西传感器有限公司产HS-956金属溅射薄膜压力变送器，精度不低于0.2级，保证压力测量达到维护规范要求；测压导管采用黎明液压公司的HF系列G型微型高压软管，耐高温300℃，最大弯折角度可达1500，符合外场维护要求。
2)供电及测试用高温电缆。电源电缆1根，发动机接口信号电缆1根。
3)16路12位单端模拟输入、10微秒A/D变换器（ADT600），实现发动机模拟量采样，使压力精度达到0.6%。
4)10个16位计数/定时器的发动机转速采集板（ADT600），保证转速采集误差不超过0.1%。
5)按质量体系要求设计的高可靠信号调理电路板，使采集信号进行精确调理转换为可为计算机处理的数据，并采取电气隔离等保护措施防止过载对仪器甚至对发动机的损坏。
2.2 数据处理模块
数据处理模块主要由PC-104计算机系统组成，是检查仪的核心部分，主要完成数据的实时处理，发动机状态的自动判断，发动机性能的测试与分析，信息及数据指示与存档，其工作的可靠与否直接关系到仪器的整机性能。该硬件模块的主要包含：
1)在板内存16M，高速嵌入式486DXCPU66MHz PC104主计算机板，32M字节可读写DiskOnChip，用以满足同时采集2路频率信号、2路模拟信号及8路开关量信号的运算速度要求。