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專(zhuān)利名稱：差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子行業(yè)電氣測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空速指飛行器相對(duì)于空氣的速度，是飛機(jī)在飛行過(guò)程中需要測(cè)量的一項(xiàng)重要的大氣參數(shù)。由于飛機(jī)的升力與動(dòng)壓成正比，而動(dòng)壓又與空速的平方成正比，因此，無(wú)論飛機(jī)是在指定高度巡航，還是在起飛與著陸階段，空速測(cè)量都是一項(xiàng)非常重要的工作。一般而言， 空速測(cè)量是通過(guò)空速傳感器來(lái)具體實(shí)現(xiàn)的。隨著半導(dǎo)體工藝的迅猛發(fā)展，單片集成式硅應(yīng)變片差壓傳感器體積越來(lái)越小，精度越來(lái)越高，成本越來(lái)越低，其性能又完全能夠勝任小型無(wú)人機(jī)空速測(cè)量的要求。因此，基于差壓原理的空速傳感器得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。目前，空速傳感器的測(cè)試多采用以下幾種方式模擬氣流法、在機(jī)測(cè)試法、地面模擬法。以上三種方式的主要缺陷在于①模擬氣流法的主要缺陷在于氣流的速度和方向難以控制；②在機(jī)測(cè)試法涉及多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難；③地面模擬法的主要缺陷在于車(chē)輛在地面行駛時(shí)，地效紊流容易對(duì)空速產(chǎn)生干擾。此外，申請(qǐng)人意識(shí)到現(xiàn)有技術(shù)差壓式空速傳感器測(cè)試方式還存在如下技術(shù)缺陷 測(cè)試速度的動(dòng)態(tài)范圍有限、測(cè)試速度不均勻、測(cè)試速度方向誤差較大，導(dǎo)致對(duì)空速傳感器的測(cè)試和校正影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決上述缺陷，本發(fā)明提供了一種差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，以增加測(cè)試速度動(dòng)態(tài)范圍，提高測(cè)試速度的均勻性，減小測(cè)試速度方向的誤差。( 二 )技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括 電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)和中央控制器子系統(tǒng)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照自中央控制器子系統(tǒng)獲取的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤(pán)、測(cè)試盒、總壓進(jìn)氣定位單元；轉(zhuǎn)盤(pán)固設(shè)于電機(jī)的電機(jī)軸上，其平面與電機(jī)軸的中心線垂直；測(cè)試盒固設(shè)于轉(zhuǎn)盤(pán)的中央位置，包含差動(dòng)式空速傳感器的測(cè)試電路單元置于測(cè)試盒內(nèi)；總壓進(jìn)氣定位單元固設(shè)于轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣位置，包括一進(jìn)氣孔，該進(jìn)氣孔的方向與轉(zhuǎn)盤(pán)的半徑垂直；總壓進(jìn)氣定位單元通過(guò)總壓導(dǎo)管與差動(dòng)式空速傳感器的一側(cè)相連接，測(cè)試盒的頂部或側(cè)壁開(kāi)有靜壓孔，測(cè)試盒內(nèi)部的靜壓作用于差動(dòng)式空速傳感器的另一側(cè)。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，靜壓孔位于測(cè)試盒的頂部，且與電機(jī)軸的中心線同軸。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括第一通信接口單元、運(yùn)動(dòng)控制單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元；第一通信接口單元從中央控制器子系統(tǒng)獲得轉(zhuǎn)速信息ω ；運(yùn)動(dòng)控制單元與第一通信接口單元相連接，用于由轉(zhuǎn)速信息ω產(chǎn)生轉(zhuǎn)速控制信號(hào)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元將轉(zhuǎn)速控制信號(hào)放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照轉(zhuǎn)速ω旋轉(zhuǎn)；測(cè)試電路單元還包括 信號(hào)調(diào)理/采集單元和第一無(wú)線通信接口單元，信號(hào)調(diào)理/采集單元與差動(dòng)式空速傳感器相連接，差動(dòng)式空速傳感器將其兩側(cè)的壓力差Δ ρ映射至電壓值u ；該電壓值u由信號(hào)調(diào)理 /采集單元進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過(guò)第一無(wú)線通信接口單元發(fā)送至中央控制器子系統(tǒng)；中央控制器子系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速ω與電壓值u對(duì)差動(dòng)式空速傳感器的精度進(jìn)行測(cè)試。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)試電路單元還包括微處理單元，連接于信號(hào)調(diào)理/采集單元與第一無(wú)線通信接口單元之間，用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓值U進(jìn)行數(shù)據(jù)糾錯(cuò)與發(fā)送方式選擇。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)試電路單元還包括電池，固定于轉(zhuǎn)盤(pán)上，用于為差動(dòng)式空速傳感器、信號(hào)調(diào)理/采集單元、微處理單元和第一無(wú)線通信單元供電。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)還包括碼盤(pán)測(cè)速單元；碼盤(pán)測(cè)速單元，用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和方向；運(yùn)動(dòng)控制單元，還用于根據(jù)碼盤(pán)測(cè)速單元測(cè)量獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向與從第一通信接口單元獲取的轉(zhuǎn)速信息ω，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)控制單元，用于由碼盤(pán)測(cè)速單元測(cè)量獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向與從第一通信接口單元獲取的轉(zhuǎn)速信息ω比較獲取誤差信息，根據(jù)該誤差信息采用PID算法計(jì)算轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，中央控制器子系統(tǒng)包括第二通信接口單元、微控制單元，第二無(wú)線通信接口單元、人機(jī)交互單元；人機(jī)交互單元，用于接收轉(zhuǎn)速信息ω輸入和顯示差動(dòng)式空速傳感器的精度信息；第二無(wú)線通信接口單元，與第一無(wú)線通信接口單元通過(guò)無(wú)線方式相連接，用于接收經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓值u ；微控制單元，與人機(jī)交互單元與第二無(wú)線通信接口單元相連接，用于將轉(zhuǎn)速信息ω通過(guò)第二通信接口單元發(fā)送至第一通信接口單元；并根據(jù)轉(zhuǎn)速信息ω和電壓值u，獲取差動(dòng)式空速傳感器的精度信息，將精度信息發(fā)送至人機(jī)交互單元。優(yōu)選地，本發(fā)明差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)中，微控制單元，用于按照公式一計(jì)算差動(dòng)式空速傳感器的相對(duì)精度
權(quán)利要求
1.一種差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)和中央控制器子系統(tǒng)；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照自所述中央控制器子系統(tǒng)獲取的轉(zhuǎn)速信息旋轉(zhuǎn)；所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤(pán)、測(cè)試盒、總壓進(jìn)氣定位單元； 其中所述轉(zhuǎn)盤(pán)固設(shè)于所述電機(jī)的電機(jī)軸上，其平面與所述電機(jī)軸的中心線垂直；所述測(cè)試盒固設(shè)于所述轉(zhuǎn)盤(pán)的中央位置，包含所述差動(dòng)式空速傳感器的測(cè)試電路單元置于所述測(cè)試盒內(nèi)；所述總壓進(jìn)氣定位單元固設(shè)于所述轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣位置，包括一進(jìn)氣孔，該進(jìn)氣孔的方向與所述轉(zhuǎn)盤(pán)的半徑垂直；所述總壓進(jìn)氣定位單元通過(guò)總壓導(dǎo)管與所述差動(dòng)式空速傳感器的一側(cè)相連接，所述測(cè)試盒的頂部或側(cè)壁開(kāi)有靜壓孔，所述測(cè)試盒內(nèi)部的靜壓作用于所述差動(dòng)式空速傳感器的另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述靜壓孔位于測(cè)試盒的頂部，且與電機(jī)軸的中心線同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括第一通信接口單元、運(yùn)動(dòng)控制單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元；所述第一通信接口單元從所述中央控制器子系統(tǒng)獲得轉(zhuǎn)速信息ω ；所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述第一通信接口單元相連接，用于由所述轉(zhuǎn)速信息ω產(chǎn)生轉(zhuǎn)速控制信號(hào)；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元將所述轉(zhuǎn)速控制信號(hào)放大，驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)按照所述轉(zhuǎn)速ω旋轉(zhuǎn)；所述測(cè)試電路單元還包括信號(hào)調(diào)理/采集單元和第一無(wú)線通信接口單元，所述信號(hào)調(diào)理/采集單元與所述差動(dòng)式空速傳感器相連接，所述差動(dòng)式空速傳感器將其兩側(cè)的壓力差Δρ映射至電壓值u ；該電壓值u由所述信號(hào)調(diào)理/采集單元進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過(guò)所述第一無(wú)線通信接口單元發(fā)送至所述中央控制器子系統(tǒng)；所述中央控制器子系統(tǒng)由所述轉(zhuǎn)速ω與所述電壓值u對(duì)所述差動(dòng)式空速傳感器的精度進(jìn)行測(cè)試。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試電路單元還包括微處理單元，連接于所述信號(hào)調(diào)理/采集單元與所述第一無(wú)線通信接口單元之間，用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓值u進(jìn)行數(shù)據(jù)糾錯(cuò)與發(fā)送方式選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試電路單元還包括電池，固定于所述轉(zhuǎn)盤(pán)上，用于為所述差動(dòng)式空速傳感器、信號(hào)調(diào)理/采集單元、微處理單元和第一無(wú)線通信單元供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)還包括碼盤(pán)測(cè)速單元；所述碼盤(pán)測(cè)速單元，用于測(cè)量所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和方向；所述運(yùn)動(dòng)控制單元，與所述碼盤(pán)測(cè)速單元相連接，還用于根據(jù)所述碼盤(pán)測(cè)速單元測(cè)量獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向與所述從第一通信接口單元獲取的轉(zhuǎn)速信息ω，產(chǎn)生所述轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制單元，用于由所述碼盤(pán)測(cè)速單元測(cè)量獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向與所述從第一通信接口單元獲取的轉(zhuǎn)速信息ω比較獲取誤差信息，根據(jù)該誤差信息采用PID算法計(jì)算所述轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述中央控制器子系統(tǒng)包括第二通信接口單元、微控制單元，第二無(wú)線通信接口單元、人機(jī)交互單元；所述人機(jī)交互單元，用于接收轉(zhuǎn)速信息ω輸入和顯示所述差動(dòng)式空速傳感器的精度 fn息；所述第二無(wú)線通信接口單元，與所述第一無(wú)線通信接口單元通過(guò)無(wú)線方式相連接，用于接收經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓值U ；所述微控制單元，與所述人機(jī)交互單元與所述第二無(wú)線通信接口單元相連接，用于將所述轉(zhuǎn)速信息ω通過(guò)所述第二通信接口單元發(fā)送至所述第一通信接口單元；并根據(jù)轉(zhuǎn)速信息ω和所述電壓值u，獲取所述差動(dòng)式空速傳感器的精度信息，將所述精度信息發(fā)送至所述人機(jī)交互單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制單元， 用于按照公式一計(jì)算所述差動(dòng)式空速傳感器的相對(duì)精度
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制單元，還用于通過(guò)由ω變化而獲取的多組差壓Δρ和輸出電壓u的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用多項(xiàng)式擬合法或查表插值法對(duì)差動(dòng)式空速傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述差壓式空速傳感器以?shī)A持式或插座式安裝于所述測(cè)試電路單元上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括電源子系統(tǒng)，與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)相連接，用于為所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)供電。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括四個(gè)部分運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)1、電源子系統(tǒng)2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)3、中央控制器子系統(tǒng)4。其工作原理可簡(jiǎn)述為由中央控制器子系統(tǒng)4向電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)3發(fā)出運(yùn)動(dòng)控制指令，電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)3按照指令實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)子系統(tǒng)1的轉(zhuǎn)速控制，從而在差壓式空速傳感器1111的兩側(cè)產(chǎn)生差壓，經(jīng)差壓式空速傳感器1111將所述壓差轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再由信號(hào)調(diào)理/采集單元和微處理單元的處理后再由第一無(wú)線通信接口單元1114發(fā)送到中央控制器子系統(tǒng)4中，完成測(cè)試與校正。本發(fā)明的差壓式空速傳感器測(cè)試系統(tǒng)可以增加測(cè)試速度動(dòng)態(tài)范圍，提高測(cè)試速度的均勻性，減小測(cè)試速度方向的誤差。
文檔編號(hào)G01P21/02GK102360027SQ20111021922
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者易建強(qiáng), 范國(guó)梁, 譚湘敏 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所