[发明专利]一种迎角传感器信号采集和故障监控方法及系统

说明书

本发明一种迎角传感器信号采集和故障监控方法及系统，属于飞行控制系统技术领域。本发明适用于风标滑动变阻器原理的迎角传感器信号采集和故障监控系统，所述迎角传感器信号采集和故障监控系统包括风标滑动变阻器及计算机采集输出模块；所述计算机采集输出模块由电源模块、放大器电路模块、限幅电路模块、滤波模块、A/D转换模块及处理器组成；本发明通过采用‑15V至+15V参考电压，以及电压放大电路，在不影响飞机迎角使用的前提下，降低了迎角传感器的信号采集梯度，提高了迎角传感器采集精度；通过人为设置电气零位偏置，能够识别出典型的断线故障，提高信号故障监控覆盖率。

技术领域

本发明属于飞行控制系统技术领域，具体涉及一种迎角传感器信号采集和故障监控方法及系统。

背景技术

迎角信号是飞行控制系统中的重要信号，是飞行控制系统中关键的反馈信号，用于增加飞机的稳定性。当前飞机上多采用基于滑动变阻器原理的风标式迎角传感器，其工作原理是外部风标随气动来流方向偏转，风标通过机械结构带动滑动变阻器中间轴头运动，利用分压原理来策略风标偏转角度。

传统做法：滑动变阻器由飞控计算机提供10V的直流参考电压，同时由飞控计算机采集变阻器中抽和低端的电压，从而获取迎角偏转角度。

传统做法存在的问题：迎角传感器测量范围大，以通用标准空速管为例，其测量范围为-90至+90度，如果采用10V直流参考电压，则其测量梯度为18度/伏(即每度迎角对应电压为56mV)，梯度大，严重影响测量精度。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种迎角传感器信号采集和故障监控方法及系统，通过采用-15V和+15V作为参考电压及电压放大电路的方案，提高了迎角传感器采集精度，解决基于滑动变阻器原理的风标式迎角传感器传感器采集梯度大精度低问题。

本发明的技术方案：一种迎角传感器信号采集和故障监控方法，适用于风标滑动变阻器原理的迎角传感器信号采集和故障监控系统；所述迎角传感器信号采集方法包括以下步骤：

步骤一、计算机通过其电源模块输出低端-15V和高端15V电压，作为风标滑动变阻器的参考电压，并为风标滑动变阻器的高端和低端供电；

步骤二、计算机采集风标中抽和计算机低端的差分电压；

步骤三、计算机采集的差分电压经放大器模块放大多倍；

步骤四、经过放大器放大的电压通过限幅电路将电压限制在-10V至10V之间；并与A/D转换模块的采集芯片相匹配；

步骤五、限幅后的电压经滤波消除模块消除高频信号，再进行A/D转换，完成信号采集；

所述故障监控方法：机械安装时将迎角-20°设置为机械零位，若滑动电阻器中抽断线，则对应电压采集值为0V,对应输出迎角为20°，超出飞机最大可飞迎角范围，判定迎角信号无效。

优选地，所述步骤三中，放大器模块选择的放大倍数规定为2倍，即放大后的电压为-30V至30V。

优选地，所述步骤四中，将电压限制在-10V至10V之间，对应的迎角输出范围在-30°至30°之间。

优选地，所述故障监控方法中，飞机迎角的适用规定范围-5°至35°，将-20°设置为机械零位后，其飞机迎角适用规定范围为-25°至15°。

一种迎角传感器信号采集和故障监控系统，包括风标滑动变阻器及计算机采集输出模块；

所述计算机采集输出模块由电源模块、放大器电路模块、限幅电路模块、滤波模块、A/D转换模块及处理器组成；