一种发动机管路温度测量电路制造技术

本发明专利技术提出一种发动机管路温度测量电路，通过将温度传感器安装在发动机管路上，接触式测量发动机管路的温度，将信号调制模块和采集隔离模块安装在距发动机管路一定距离的测量间中，有效地避免了调制模块与采集隔离模块中的集成电路及元器件承受发动机热试车时恶劣的振动、高温环境，提高了输出电压的稳定性，并将信号调制模块改进为三线制测量原理，热敏式温度传感器采用三根导线，一根导线为输入导线，一根输出导线连接到桥臂上，一根导线作为接地导线，解决了二线制测量电路电缆长度较长，输入电缆电阻与输出电缆电阻较大，输出电压误差变大的问题。压误差变大的问题。压误差变大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机管路温度测量电路


[0001]本专利技术涉及温度测量领域，具体地说，涉及一种发动机管路温度测量电路。

技术介绍

[0002]温度是自然界最重要的基本物理量之一，它表征着物体的冷热程度，与物质的性质、状态等有着密不可分的关系，对温度的测量、监测航空航天领域有着十分重要的意义，在保证产品质量、提高生产效率、节约能源、确保安全生产等方面具有不可替代的作用。
[0003]目前，采用热敏式电阻进行温度测量具有简单方便的优点，桥式测量电路可测量微小电阻，便于测量热敏式温度传感器的电阻变化量。
[0004]桥式测量原理如图1所示，Rx为热敏式温度传感器感应电阻，则输出电压：
[0005][0006]但由于温度传感器至测量电路之间一般存在2根电缆，即二线制测量电路输入输出电缆，电缆本身存在阻抗，其等效电路如图2所示，测量电路输出电压则为：
[0007][0008]尤其是当电缆长度较长时，输入电缆电阻r1与输出电缆电阻r2较大，二线制测量电路的输出电压误差将变大。
[0009]发动机是整个火箭的动力来源，涡轮泵将来自火箭贮箱的燃料和氧化剂增压后压入燃烧室进行混合燃烧，形成高温高压气体通过喷嘴向外喷射高温高压气流，利用冲量原理产生推力。火箭贮箱中液氢、液氧温度分别为
‑
252℃，
‑
183℃，介质流经的管路、阀门以及涡轮泵等组件相对于推进剂温度，处于常温的热状态。低温推进剂流入发动机后，由于遇热而急剧汽化，产生的气泡会使高速运转的旋转机械发生汽蚀现象或阻塞发动机管路，轻者使发动机输出性能下降，重者造成发动机故障。所以发动机重要组件必须完全冷却到预定温度，才具备正点火启动条件，因此对某些关键组件预冷情况的监测成为判断发动机能否点火启动的重要判据。
[0010]发动机在工作时，推进剂带来的低温、旋转机械造成的振动、各种电气设备发出不同频段的电磁波，多种环境并存，因此，低温推进剂的运载火箭的测点环境较常规推进剂运载火箭的环境更加复杂，对超低温温度测量技术提出了更高的要求。为了保证发动机正常工作，这就要求用于发动机的产品在保证其自身功能满足测量的前提下，在结构强度、抵抗电磁干扰等方面有绝对的可靠性，否则一旦发生故障，轻则丢失某个重要的测量参数，重则导致火箭飞行失败。温度是反映发动机工作状态的重要过程参数，因此，准确、有效的测量推进剂温度对发动机的控制、状态监控、安全性、可靠性和可维护性具有重要意义。

技术实现思路

[0011]本专利技术针对现有技术中发动机管路温度测量稳定性不足、测量误差较大的问题，提出一种发动机管路温度测量电路，通过将温度传感器安装在发动机管路上，接触式测量
发动机管路温度，并将从发动机管路上采集的温度信号转换为电信号；通过将信号调制模块安装在距发动机管路一定距离的测量间中，将从温度传感器接收的电信号转换为模拟电压信号，并输出至数据采集隔离模块转换为温度显示信号输出至上位机，实现与上位机的通信，提高了输出电压的稳定性，解决了发动机温度测量时稳定性不足、测量误差较大的问题，提高了温度测量精度。
[0012]本专利技术具体实现内容如下：
[0013]一种发动机管路温度测量电路，包括温度传感器、信号调制模块、数据采集隔离模块；
[0014]所述温度传感器安装在发动机管路上，用于将从发动机管路上采集的温度信号转换为电信号；
[0015]所述信号调制模块安装在距发动机管路一定距离的测量间中，通过测量电缆与温度传感器、数据采集隔离模块连接，用于将从温度传感器接收的电信号转换为模拟电压信号，并输出至数据采集隔离模块；
[0016]所述数据采集隔离模块与信号调制模块、上位机连接，用于将从信号调制模块接收的模拟电压信号转换为温度显示信号，并通过RS422接口输出至上位机通信。
[0017]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述温度传感器包括热敏式温度传感器感应电阻Rx。
[0018]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述信号调制模块包括三线制测量电路；
[0019]所述三线制测量电路包括桥臂电阻R1、桥臂电阻R2、桥臂电阻R3、热敏式温度传感器输入电缆电阻r1、热敏式温度传感器输出电缆电阻r2、热敏式温度传感器接地电缆电阻r3；
[0020]所述桥臂电阻R1、桥臂电阻R2、热敏式温度传感器输出电缆电阻r2，一端与电源Vi连接，另一端与接地的热敏式温度传感器接地电缆电阻r3连接；
[0021]所述桥臂电阻R1、桥臂电阻R2之间搭接有测量电缆，用于将模拟电压信号V1输出至数据采集隔离模块；
[0022]所述桥臂电阻R3、热敏式温度传感器输入电缆电阻r1、热敏式温度传感器感应电阻Rx依次串联，一端与电源Vi连接，另一端与接地的热敏式温度传感器接地电缆电阻r3连接；
[0023]所述桥臂电阻R3、热敏式温度传感器输入电缆电阻r1之间搭接有测量电缆，用于将模拟电压信号V2输出至数据采集隔离模块。
[0024]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述信号调制模块还包括J14T
‑
9ZJB矩形电连接器；
[0025]所述J14T
‑
9ZJB矩形电连接器通过法兰盘固定安装在三线制测量电路的壳体上，所述三线制测量电路通过J14T
‑
9ZJB矩形电连接器与数据采集模块连接。
[0026]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述数据采集隔离模块包括依次连接的电压放大器、AD转换器、控制器；
[0027]所述电压放大器与J14T
‑
9ZJB矩形电连接器的引脚5、AD转换器连接，用于将从三线制测量电路采集的模拟电压信号V1、模拟电压信号V2输出至AD转换器转换为数字电压信号；
[0028]所述控制器与AD转换器、上位机连接，用于将从AD转换器接收的数字电压信号转换为温度显示信号，并通过RS422接口输出至上位机通信。
[0029]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述数据采集隔离模块还包括通信模块；
[0030]所述通信模块通过火线与控制器连接，并通过EtherCAT接口与上位机连接。
[0031]本专利技术具有以下有益效果：
[0032](1)本专利技术通过将温度传感器安装在发动机管路上，接触式测量发动机管路的温度，将信号调制模块和采集隔离模块安装在距发动机管路一定距离的测量间中，有效避免了调制模块与采集隔离模块中的集成电路及元器件承受发动机热试车时恶劣的振动、高温环境，提高了输出电压的稳定性；
[0033](2)本专利技术消除了二线制测量电路中输入输出电缆阻抗引起的误差，在二线制测量原理的基础上改进为三线制测量原理，热敏式温度传感器采用三根导线，即一根导线为输入导线，一根输出导线连接到桥臂上，一根导线作为接地导线，解决了电缆长度较长时，输入电缆电阻与输出电缆电阻较大，输出电压误差变大的问题，提高了温度测量精度。
附图说明
[0034]图1为信号调制模块进行测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机管路温度测量电路，其特征在于，包括温度传感器、信号调制模块、数据采集隔离模块；所述温度传感器安装在发动机管路上，用于将从发动机管路上采集的温度信号转换为电信号；所述信号调制模块安装在距发动机管路设定距离的测量间中，通过测量电缆与温度传感器、数据采集隔离模块连接，用于将从温度传感器接收的电信号转换为模拟电压信号，并输出至数据采集隔离模块；所述数据采集隔离模块与信号调制模块、上位机连接，用于将从信号调制模块接收的模拟电压信号转换为温度显示信号，并通过RS422接口输出至上位机通信。2.如权利要求1所述的一种发动机管路温度测量电路，其特征在于，所述温度传感器包括热敏式温度传感器感应电阻Rx。3.如权利要求2所述的一种发动机管路温度测量电路，其特征在于，所述信号调制模块包括三线制测量电路；所述三线制测量电路包括桥臂电阻R1、桥臂电阻R2、桥臂电阻R3、热敏式温度传感器输入电缆电阻r1、热敏式温度传感器输出电缆电阻r2、热敏式温度传感器接地电缆电阻r3；所述桥臂电阻R1、桥臂电阻R2、热敏式温度传感器输出电缆电阻r2，一端与电源Vi连接，另一端与接地的热敏式温度传感器接地电缆电阻r3连接；所述桥臂电阻R1、桥臂电阻R2之间搭接有测量电缆，用于将模拟电压信号V1输出至数据采集隔离模块；所述桥臂电阻R3、热敏式温度传感器输入电缆电阻r1、热敏式温度传感器感应电阻Rx依...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐婷婷，田飞越，何廉，
申请(专利权)人：四川泛华航空仪表电器有限公司，
类型：发明
国别省市：