一种测量压力升降速度装置的设计方法制造方法及图纸

技术编号:15104000 阅读:141 留言:0更新日期:2017-04-08 14:26
本发明专利技术公开了一种测量压力升降速度装置的设计方法,其工作原理为:压力传感器作为检测端,对待测压力进行检测将物理量转换为模拟电信号,为后续数字化测量提供信号;传感器的工作原理以及型号不同,输出的电信号类型和范围也不同;将压力传感器输出的电信号通过信号调理电路转换至后续电路中可以处理的信号类型和范围;通过模拟/数字转换器对该信号进行采样和转换,将模拟量转化为微处理器可以识别的数字量;微处理器获取数字量后,进行解算获得压力值和压力升降速度值,将结果显示在显示屏幕上,将测量结果发送至上位机实现数据通讯,修改参数实现显示灵敏度在线调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业测量
,涉及一种测量压力升降速度装置的设计方法
技术介绍
升降速度表能够反应压力升降速度的大小和方向。分立式升降速度表的原理:仪表外壳密封,表内有一个开口膜盒,膜盒内腔由一个粗的传压管和静压相通,而膜盒的外部(即仪器内腔)通过一个毛细管也与空气静压相连。这样当飞机上升或下降时,膜盒内压力基本上随着高度的变化而变化,到那时膜盒外部即表壳内的气压因受毛细管的阻滞作用,变化缓慢,产生压力差。高度变化越剧烈,膜盒所承受的压力差越大,经过传动机构带动指针的转角也大。膜盒的膨胀或收缩决定于飞机的升高还是下降。升高时,由于高空气压减小,膜盒内腔压力低于外部,膜盒将收缩,经传动机构带动指针向上偏移相应角度指示上升速率,当飞机下滑或俯冲时,情况正好相反。而当飞机平飞时,指针平指,速率为零。工作原理如图1所示。当前压力升降速度的测量使用机械式的膜盒压力表,能够实现压力升降速度的测量。但是,该压力升降速度表体积较大、重量较大、安装位置固定、动态变化中读数难于准确获取、如果压力超限会造成不可逆转的损伤。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:本专利技术实现数字化的压力升降速度的测量方法,通过压力传感器将压力转变为模拟电信号、经过采样转换后送入微处理器实现模拟信号向数字信号的转换,经过微处理器内数据算法的解算后获得压力值和压力升降速度值,完成测量值的显示、测量结果的信息化融合和灵敏度在线调节的功能。本专利技术的技术方案是:一种测量压力升降速度装置的设计方法,其工作原理为:压力传感器作为检测端,对待测压力进行检测将物理量转换为模拟电信号,为后续数字化测量提供信号;传感器的工作原理以及型号不同,输出的电信号类型和范围也不同;将压力传感器输出的电信号通过信号调理电路转换至后续电路中可以处理的信号类型和范围;通过模拟/数字转换器对该信号进行采样和转换,将模拟量转化为微处理器可以识别的数字量;微处理器获取数字量后,进行解算获得压力值和压力升降速度值,将结果显示在显示屏幕上,将测量结果发送至上位机实现数据通讯,修改参数实现显示灵敏度在线调节;具体设计步骤如下:第一步、根据使用需求选择硬件,包括传感器、微处理器、显示器、通讯模块芯片和其他的芯片;第二步、根据工作原理绘制电路原理图,包括传感器检测和信号调理电路图、微处理器处理器最小电路图、通讯模块原理和供电系统原理图及显示器电路图;第三步、绘制印刷电路图,根据电路板、液晶屏等组件的大小及位置定制整个压力升降速度表的大小、形状;第四步、焊接电路并检测电路的完好性;第五步、根据使用需求,设计软件程序并进行测试;第六步、软件和硬件联调,完成压力升降速度表的雏形设计;第七步、根据使用需求对显示时间和刷新频率进行调试;对灵敏度的初始值和步长进行测试;第八步、对软件程序和功能最终确定后,固化软件、功能和参数。本专利技术的有益效果是:本专利技术选用压力传感器和微处理器的方式取代传统膜盒测压机械式传动的方式,减轻了体积和重量;采用数据传输的方式,取代机械式结构减小的摩擦损耗,提高了精度;压力传感器的精度的提高和数据算法的使用也能够提高系统精度;设制灵敏度调节按键,对灵敏度进行在线调节使该方法在实际使用中更具有优势;与上位机的通讯功能能够提供压力升降速度值和压力值的数字化存储和使用,为机计算机识别和使用提供可行基础;数字式的显示方式使得结果更容易读取,方便使用。附图说明图1为现有技术中的工作原理图。图2为本专利技术的工作原理图。图3为本专利技术装置的硬件原理图。图4为本专利技术中微处理器控制和算法流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。该设计方法的基本原理是:压力传感器作为检测端,对待测压力进行检测将物理量转换为模拟电信号,为后续数字化测量提供信号;传感器的工作原理以及型号不同,输出的电信号类型和范围也不同。将压力传感器输出的电信号通过信号调理电路转换至后续电路中可以处理的信号类型和范围。通过模拟/数字转换器对该信号进行采样和转换,将模拟量转化为微处理器可以识别的数字量。微处理器获取数字量后,进行解算获得压力值和压力升降速度值,将结果显示在显示屏幕上,将测量结果发送至上位机实现数据通讯,修改参数实现显示灵敏度在线调节。本专利技术的工作原理如图2所示。本专利技术装置的硬件连接关系如图3所示:微处理器控制和算法通过流程实现,如图4所示。其中,1)传感器传感器实现信号检测功能。与机械传动膜盒测压的方式相比,压力传感器具有灵敏度高、后续电路简单、集成化程度高、综合精度较高、无传动部件、性能稳定、可靠性高、体积小、质量轻,以及使用方便等优点。2)信号调理电路对传感器检测到的模拟电信号进行调理,进行整流、滤波、放大、降噪等处理,对信号进行限幅防止烧坏通道。3)A/D转换器将模拟信号转换为微处理器可以识别处理的数字信号。4)微处理器整个系统的主控部分,实现整个系统的控制,数据计算,数据传输、显示等功能。根据实际的使用情况,如通讯的复杂程度、显示的复杂程度、系统功耗等决定是否设计操作系统。5)通讯模块可以选用串行或者并行的通讯模块,实现测量结果从本装置传送到上位机。6)显示可以使用模拟数字的方式将微处理器的压力和压力升降速度值显示,以帮助使用人员直接获取计算结果。7)按键通过按键修改测量压力变化量的时间,在线修改灵敏度。8)输出接口串行接口或并行接口。9)供电系统使用直流供电或者交流供电的方式为系统工作提供能量。灵敏度设置功能描述:压力是模拟量,通过微分的方式表征压力的变化率。但处理器只能处理数字信号。离散信号量无法用微分的方式进行计算,因此将需要用增量比的形式表示压力的变化速度。P(t)=P(t)-p(t-1)/nT,其中T是A/D转换间隔,n为整数,P(t)表示压力变化速度。因此可以通过改变n值实现系统的灵敏度。n值越小,显示的压力变化越精细,能够体现压力变化的细节;n值越大,显示的压力变化越粗略,体现压力变化的大趋势。n值过小,可能显示不明显甚至没有变化;n值越大,可能忽略变化而产生误导。因此,可修改示值灵敏度的功能能够帮助用户在使用该装置时实时的修改示值灵敏度变化量,得到实际需要的精细程度。具体设计步骤如下:第一步、根据使用需求选择硬件,包括传感器、微处理器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量压力升降速度装置的设计方法,其工作原理为:压力传感器作为检测端,对待测压力进行检测将物理量转换为模拟电信号,为后续数字化测量提供信号;传感器的工作原理以及型号不同,输出的电信号类型和范围也不同;将压力传感器输出的电信号通过信号调理电路转换至后续电路中可以处理的信号类型和范围;通过模拟/数字转换器对该信号进行采样和转换,将模拟量转化为微处理器可以识别的数字量;微处理器获取数字量后,进行解算获得压力值和压力升降速度值,将结果显示在显示屏幕上,将测量结果发送至上位机实现数据通讯,修改参数实现显示灵敏度在线调节;具体设计步骤如下:第一步、根据使用需求选择硬件,包括传感器、微处理器、显示器、通讯模块芯片和其他的芯片;第二步、根据工作原理绘制电路原理图,包括传感器检测和信号调理电路图、微处理器处理器最小电路图、通讯模块原理和供电系统原理图及显示器电路图;第三步、绘制印刷电路图,根据电路板、液晶屏等组件的大小及位置定制整个压力升降速度表的大小、形状;第四步、焊接电路并检测电路的完好性;第五步、根据使用需求,设计软件程序并进行测试;第六步、软件和硬件联调,完成压力升降速度表的雏形设计;第七步、根据使用需求对显示时间和刷新频率进行调试;对灵敏度的初始值和步长进行测试;第八步、对软件程序和功能最终确定后,固化软件、功能和参数。...

【技术特征摘要】
1.一种测量压力升降速度装置的设计方法,其工作原理为:压力传感器作
为检测端,对待测压力进行检测将物理量转换为模拟电信号,为后续数字化测量
提供信号;传感器的工作原理以及型号不同,输出的电信号类型和范围也不同;
将压力传感器输出的电信号通过信号调理电路转换至后续电路中可以处理的信
号类型和范围;通过模拟/数字转换器对该信号进行采样和转换,将模拟量转化
为微处理器可以识别的数字量;微处理器获取数字量后,进行解算获得压力值和
压力升降速度值,将结果显示在显示屏幕上,将测量结果发送至上位机实现数据
通讯,修改参数实现显示灵敏度在线调节;具体设计步骤如下:
第一步、根据使用需求选择硬件,包括传感器、...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕文琪董锁利张建兰
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
类型:发明
国别省市:陕西;61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1