一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置及控制方法，其中供电装置由控制板通过引线焊接与电池相连；控制板包括微控制器、电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器、开关控制单元、开关型霍尔传感器、指示灯；微控制器通过开关型霍尔传感器感知磁场变化，向开关控制单元输出控制信号，并通过指示灯对工作状态进行实时指示；微控制器、电路保护单元、第一线性稳压器组合为控制板提供电源。控制方法步骤为：采集磁场强度信号、对数据进行筛选、输出控制信号、电池状态监视和状态指示。本发明专利技术解决了旋转件遥测系统旋转部分的电池供电控制难，降低了硬件设计难度，减小了硬件体积，降低了硬件功耗，提高了装置的稳定性和交互性。

A power supply device and control method for telemetry system for rotating parts testing

The invention provides a power supply device and a control method for a telemetry system for testing of rotating parts, in which the power supply device is connected with the battery through a lead wire and the control board includes a microcontroller, a circuit protection unit, a first linear regulator, a second linear regulator, a switch control unit, and a switched Holzer sensor. The micro controller output the control signal to the switch control unit through the switch type Holzer sensor. The microcontroller, the circuit protection unit and the first linear regulator combine the control board to supply the power supply. The control steps are: collecting the magnetic field intensity signal, filtering the data, outputting the control signal, monitoring the battery status and indicating the status. The invention solves the difficulty in the battery power control of the rotating part of the rotating part telemetry system, reduces the difficulty of hardware design, reduces the hardware volume, reduces the hardware power consumption, and improves the stability and interactivity of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置及控制方法
本专利技术属于非接触可控供电
，特别涉及一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置及控制方法，该装置用于航空发动机旋转件参数测试的遥测系统的非接触可控的电池的供电。
技术介绍
目前进口或者国产的多通道遥测系统均已在航空发动机旋转件参数测试试验工作中应用开来，国内普遍采用感应供电的方式对遥测系统的旋转件部分进行非接触供电，其优势在于可以长时间连续供电，缺点在于供电距离有限(通常不大于5mm)、安装结构复杂。对于一些旋转件轴向窜动较大的、遥测系统安装空间有限的或者是需要遥测系统快速安装的航空发动机来说感应供电的形式无法满足测试需求。目前已有部分遥测系统采取了电池供电方案，由于发动机试验时遥测系统旋转件部分的安装空间十分有限，且在装机之后不允许对硬件进行改动，通常采取的方法是将电池直接打开输出，这种供电方式使得电池利用率很低且不受控。因此，需要针对性的设计一款电池供电装置，为航空发动机遥测系统提供一种新的非接触可控的供电方式，在试验过程中可以合理规划电池电能输出时间，提高电池利用率，满足航空发动机旋转件参数遥测测试需求。
技术实现思路
：本专利技术的目的是：本专利技术提出一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置及控制方法，特别针对航空发动机测试领域，旨在给遥测系统旋转部分提供所需电能，并通过非接触可控的方式控制电能的输出，提高电池的利用效率，提升旋转件参数的有效测试时间。本专利技术的技术方案是:一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置，由控制板通过引线焊接与电池相连；所述控制板包括微控制器、电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器、开关控制单元、开关型霍尔传感器、指示灯；微控制器通过开关型霍尔传感器感知磁场变化，向开关控制单元输出控制信号，并通过指示灯对工作状态进行实时指示；电池提供电源，并经电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器组成的电源管理模块输出两路固定电压。所述磁场变化是通过改变外部磁铁与开关型霍尔传感器之间的距离实现。所述工作状态包括开关控制单元的控制动作和当前电池电量状态。所述微控制器作为装置的数字处理及控制单元，主要实现对开关型霍尔元器件的信号采集、信号处理分析、指示灯控制及对开关控制单元输出控制信号。所述电路保护单元用于对供电装置中的电路部分进行过压、过流和防反接保护。所述第一线性稳压器用于对电池降压并进行稳压，输出可满足负载要求的5V电压。所述第二线性稳压器用于对电池降压并进行稳压，输出可满足负载要求的3.3V电压。所述开关控制单元的核心器件为两个增强型NMOS管，用于对第一线性稳压器和第二线性稳压器的电压输出进行开关控制。所述开关型霍尔传感器对周围磁场强度进行感应，并有开关量输出。所述指示灯用于指示微控制器对开关控制单元的控制状态和当前电池电量状态。所述电池的电能输出功能为电路的控制对象，电池也为供电装置本身供电。一种用旋转件测试的遥测系统供电控制方法，利用到上述装置，以通过检测装置周边磁场强度的方式控制电池电能的输出，并对电池工作状态进行监测；该方法的实现需要通过如下五个步骤：步骤一：开关型霍尔传感器采集磁场强度信号；步骤二：微控制器对磁场强度数据进行筛选，有效霍尔传感器信号UHAO，其筛选过程如下：首先设定防抖限定时长TDLY，开关型霍尔传感器采集到磁场变化时输出的有效电平为UHA；微处理器记录每个UHA保持有效电平的时间THA；THA<TDLY的数据点为传感器抖动数据，对该无效数据进行过滤剔除；直至有THA≥TDLY的数据点出现，此时为防止计时器溢出，首先停止计时，其次对有效霍尔传感器信号UHAO进行记录；步骤三：微处理器根据筛选数据输出控制信号，微处理器对开关控制单元控制信号为USW，微处理器根据步骤二中记录的有效霍尔传感器信号UHAO对控制信号USW进行翻转操作，实现根据有效霍尔传感器信号对开关控制单元进行“开”或“关”控制；步骤四：电池状态监视，在微处理器的开关控制单元控制信号USW为高电平时，装置中电池处于工作状态，微处理器累计记录电池工作时长TWK，设定电池可提供电能的最佳时长TWKO，当TWK≥TWKO时，记录电池的状态为“需更换”；步骤五：对步骤三的“开”或“关”控制动作和步骤四中的电池状态进行指示，其中，“开”或“关”控制动作的指示优先级高于电池状态指示优先级。本专利技术的优点：本专利技术是一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置及方法，主要优点为可以在规划时间内通过利用磁铁改变周边磁场强度的方法非接触控制装置内电池电能的输出，解决了旋转件遥测系统旋转件部分的电池供电和电池供电控制难题，提高了电池的利用效率。此外，装置本身还自损耗低，模块化的优点。供电控制方法中加入了输入信号数据筛选和单一指示灯分状态分优先级控制，降低了硬件设计难度，减小了硬件体积，降低了硬件功耗，提高了装置的稳定性和交互性。该装置及其设计方法特别适用于航空发动机多通道遥测测试系统旋转部分供电领域，并可以向其他仪器设备旋转部分供电领域推广。附图说明：图1供电装置原理框图；图2供电装置功能框图；图3磁场强度信号采集功能框图；图4采集信号防抖处理功能框图；编号说明：1-旋转件，2-供电装置，3-磁铁，4-遥测系统旋转部分。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置是遥测系统旋转件内部一部分，负责提供电能。该装置模块化，在使用过程中更换简便；该装置非接触可控，利用改变装置周边磁场强度的方式进行非接触控制电池电能输出；该装置具有指示灯反馈，可对控制动作和电池电量情况进行指示反馈。其功能框图如图2所示。该装置在硬件上包括微控制器、电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器、开关控制单元、开关型霍尔传感器、指示灯和电池。所述微控制器作为装置的数字处理及控制单元，主要实现对开关型霍尔元器件的信号采集、信号处理分析、指示灯控制及对开关控制单元输出控制信号。所述电路保护单元用于对供电装置中的电路部分进行过压、过流和防反接保护。所述第一线性稳压器用于对电池降压并进行稳压，输出可满足负载要求的5V电压。所述第二线性稳压器用于对电池降压并进行稳压，输出可满足负载要求的3.3V电压。所述开关控制单元的核心器件为两个增强型NMOS管，用于对第一线性稳压器和第二线性稳压器的电压输出进行开关控制。所述开关型霍尔传感器对周围磁场强度进行感应，并有开关量输出。所述指示灯用于指示微控制器对开关控制单元的控制状态和当前电池电量状态。所述电池的电能输出功能为电路的控制对象，电池也为供电装置本身供电。一种用旋转件测试的遥测系统供电控制方法，利用到上述装置，以通过检测装置周边磁场强度的方式控制电池电能的输出，并对电池工作状态进行监测；该方法的实现需要通过如下五个步骤：步骤一：开关型霍尔传感器采集磁场强度信号，磁场强度信号通过霍尔传感器进行采集，选用开关型霍尔传感器，低电平为“开”输出，高电平为“关”输出，其工作点“开”的磁感应强度为BOP，释放点“关”的磁感应强度为BRP。其中不同传感器的BOP、BRP不同，根据感应距离和磁场强度的大小选用合适传感器芯片。如附图3所示，霍尔传感器采集变磁场变化，反映为开关量输出UHA，装置内微处理器捕捉该开关量信号UHA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置，该装置由控制板通过引线焊接与电池相连；其特征在于：所述控制板包括微控制器、电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器、开关控制单元、开关型霍尔传感器、指示灯；微控制器通过开关型霍尔传感器感知磁场变化，向开关控制单元输出控制信号，并通过指示灯对工作状态进行实时指示；电池提供电源，并经电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器组成的电源管理模块输出两路固定电压。

【技术特征摘要】
1.一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置，该装置由控制板通过引线焊接与电池相连；其特征在于：所述控制板包括微控制器、电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器、开关控制单元、开关型霍尔传感器、指示灯；微控制器通过开关型霍尔传感器感知磁场变化，向开关控制单元输出控制信号，并通过指示灯对工作状态进行实时指示；电池提供电源，并经电路保护单元、第一线性稳压器、第二线性稳压器组成的电源管理模块输出两路固定电压。2.根据权利要求1所述的一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置，其特征在于：所述磁场变化是通过改变外部磁铁与开关型霍尔传感器之间的距离实现。3.根据权利要求1所述的一种用于旋转件测试的遥测系统供电装置，其特征在于：所述工作状态包括开关控制单元的控制动作和当前电池电量状态。4.一种用旋转件测试的遥测系统供电控制方法，其特征在于：利用到如权利要求1所述的供电装置，以通过检测装置周边磁场强度的方式控制电池电能的输出，并对电池工作状态进行监测；该方法的实现需要通过如下五个步骤：步骤一：开关型霍尔传感器采集磁场强度信号；步骤二：微控制器对磁场强度数据进行筛选，筛选出有效霍尔传感器信号UHAO；步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：田青林，李仙丽，孙勇，罗乘川，李粮，蔡沅颖，苏曦之，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51