專利名稱:飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種火花檢測(cè)儀,尤其是一種飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀。
背景技術(shù):
直流和交流帶換向器電動(dòng)機(jī),由于具有良好的啟動(dòng)和調(diào)速性能,在軋鋼、交通、機(jī)床起重設(shè)備、建筑機(jī)械直至家用電器等工業(yè)、國(guó)防、民用行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。但是,該類電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,在換向時(shí),往往會(huì)產(chǎn)生電火花,它不僅對(duì)電機(jī)的安全運(yùn)行產(chǎn)生危害,而且強(qiáng)烈的電磁干擾將影響周圍的電子設(shè)備和通信系統(tǒng),同時(shí)也造成了不必要的能量損耗,在易燃易爆現(xiàn)場(chǎng)會(huì)造成惡性事故。由于火花的超標(biāo)可以使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力減弱,在飛機(jī)上,如果不能對(duì)火花等級(jí)超標(biāo)的電機(jī)進(jìn)行更換,當(dāng)?shù)揭欢ǔ潭葧r(shí),會(huì)使飛機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)的被驅(qū)對(duì)象失靈。另外,有火花產(chǎn)生的電磁波將干擾飛機(jī)的雷達(dá)、通信系統(tǒng)的正常工作。因此,超標(biāo)的電火花是飛機(jī)的一大害,需要有效判斷火花的等級(jí),及時(shí)更換電機(jī)。迄今為止,國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有專門的火花檢測(cè)儀器,基本上還只憑有經(jīng)驗(yàn)的工人用肉眼進(jìn)行目測(cè),根據(jù)觀察到的電刷下有無(wú)火花、火花是斷續(xù)點(diǎn)狀或是連續(xù)顆粒狀或是否伴有舌狀火花及爆烈聲等現(xiàn)象,主觀的判定火花等級(jí)。這樣不僅人為因素大、檢測(cè)速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且無(wú)法與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)與監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供了一種操作簡(jiǎn)便、體積小、抗干擾、精度高、測(cè)量準(zhǔn)確、可實(shí)現(xiàn)原位檢測(cè)的火花檢測(cè)儀。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,主要由面板、殼體(4)和電路板組成。面板固定在殼體(4)的前端,面板上有開關(guān)(1),波段開關(guān)(2),液晶顯示屏(3),報(bào)警指示燈(5),危險(xiǎn)指示燈(6),正常指示燈(7),微調(diào)鈕(8),電源正確指示燈(9),電源反相指示燈(10),電源接口(11)。其中開關(guān)(1)、微調(diào)鈕(8)、電源正確指示燈(9)、電源反相指示燈(10)、電源接口(11)位于面板的下端,波段開關(guān)(2)位于面板的中部,液晶顯示屏(3)、報(bào)警指示燈(5)、危險(xiǎn)指示燈(6)、正常指示燈(7)位于面板的上部。電路板置于殼體(4)內(nèi)。電路板主要由數(shù)字電源電路,MCU微處理器模塊,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊,系統(tǒng)自校模塊,火花模擬檢測(cè)模塊組成。電源電路與各模塊電路相連,系統(tǒng)自校模塊與火花模擬檢測(cè)模塊相連,火花模擬檢測(cè)模塊與A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊相連,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊與MCU微處理器模塊相連。
數(shù)字電源電路結(jié)構(gòu)如下JP1的1腳接JTAG_PWR端,2腳接AS1117的3腳,3腳接二極管D1的負(fù)極。D2的正極接+15V。J0的一端接地。電容C3的一端接地,另一端接J3的2腳。電容C4和C3并聯(lián)。AS1117的1腳接地,2腳接電阻R3,3腳接電容C4。電容C5的一端接AS1117的2腳,另一端接地。電容C6和C7與C5并聯(lián)。R3的另一端接VCC。二極管D3的負(fù)極接C5的一端,正極接AVCC+3.3V。電容C8的一端接VCC JATG,另一端接地。C9和C8并聯(lián)。電阻R8的一端接C9,另一點(diǎn)接AGND端。電容C10的一端接D3的負(fù)極,另一端接地。電容C11和C10并聯(lián)。
MCU微處理器模塊的結(jié)構(gòu)如下C8051F330/331的1腳接J5的1端,2腳接地,3腳接VCC,5腳接J7的6腳,6腳接J2的10腳,7腳接J2的9腳,8腳接J2的7腳,9腳接J7的2端,10腳接J7的1端,11腳接J6的5端,12腳接J6的4端,13腳接J6的3端,14腳接J6的2端,15腳接J6的1端,16腳接J5的6端,17腳接J5的5端,18腳接J5的4端,19腳接J5的3端,20腳接J5的2端。J2的1腳和2腳接VCC,11腳接地,J2接顯示輸出。J6的6端接地,J6接顯示輸出。J5接鍵盤。
A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊的結(jié)構(gòu)如下U3ADS1100的1腳接J4的2腳,2腳接地,3腳接C8051F330/331的19腳,4腳接C8051F330/331的20腳,5腳接VCC,6腳接J4的3腳。J4的1腳接AVCC,4腳接AGND端,2腳和3腳分別接火花模擬檢測(cè)模塊的JP2的1腳和2腳。電阻R4的一端接VCC,另一端接ADS1100的3腳,電阻R5的一端接VCC,另一端接ADS1100的4腳。
系統(tǒng)自校模塊的結(jié)構(gòu)如下電阻R20的一端接TEST VCC端,另一端接二極管D6的負(fù)極,D6的正極接電容C10,C10的另一端接電阻R21,R21的另一端接電阻R22,R22的另一端接T3的柵極,T3的源極接TEST端,漏極端接在C10和R21之間。電阻R23的一端接T3的源極端,另一端接C10。
火花模擬檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)如下POWER IN的4個(gè)腳接直流電機(jī)的電源,為火花信號(hào)輸入端,1腳和2腳接二極管LED1的正極,3腳和4腳經(jīng)FA接開關(guān)SW1。LED1的負(fù)極接電阻R1,二極管LED2和LED1串聯(lián)。二極管D1的正極接SW2,負(fù)極接L1,L1的另一端接L2。電容C1接在L1和L2之間,C2,C3和C1并聯(lián)。R2,C4,C6并聯(lián),R3,C5,C7并聯(lián),R2,C4,C6的一端接+15V,另一端接地,R3,C5,C7的一端接-15V,另一端接地。U10P07的7腳接+15V,4腳接-15V,3腳經(jīng)電阻R11接地,2腳接電阻R10,6腳接在串聯(lián)二極管D2和D3之間。電阻R11的另一端接地。R10的另一端接電容C8,C8的另一端接波段開關(guān)SW3。二極管D2的正極接三極管T1的基極,T1的集電極接電阻R14,發(fā)射極接電阻R13。二極管D3的負(fù)極接三極管T2的基極,T2的集電極接電阻R15,發(fā)射極接電阻R12。電阻R16一端接R10,另一端接R17,R17的一端接二極管D4的正極,D4的負(fù)極接電阻R19和二極管D5的負(fù)極,D5的正極接地,R19的另一端接JP2的1端。電容C9、電阻R18和D5并聯(lián)。JP2的2端接地。
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)原位檢測(cè),整個(gè)檢測(cè)過(guò)程,只需要一人按序在機(jī)艙內(nèi)操作電機(jī)按鈕即可完成檢測(cè)。該檢測(cè)儀在檢測(cè)時(shí),只須將檢測(cè)儀的電源線插接在飛機(jī)前起落架或后起落架的工作燈插座上,就可進(jìn)行檢測(cè),無(wú)需外接電源。本實(shí)用新型操作過(guò)程簡(jiǎn)單,完成一架飛機(jī)的檢測(cè)僅需2~5分鐘。本實(shí)用新型還具有功耗低、測(cè)量準(zhǔn)確、精度高的特點(diǎn),而且還采用聲光報(bào)警,數(shù)碼顯示,還具有調(diào)零、自動(dòng)校正功能。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊的的電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型MCU微處理器模塊的電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型數(shù)字電源電路的原理圖。
圖5是本實(shí)用新型系統(tǒng)自校模塊的的電路原理圖。
圖6是本實(shí)用新型火花模擬檢測(cè)模塊的的電路原理圖。
圖7是本實(shí)用新型的電路工作原理框圖。
圖8是火花模擬檢測(cè)模塊的工作原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-圖8所示,飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,主要由面板、殼體4和電路板組成。面板固定在殼體4的前端,面板上有開關(guān)1,波段開關(guān)2,液晶顯示屏3,報(bào)警指示燈5,危險(xiǎn)指示燈6,正常指示燈7,微調(diào)鈕8,電源正確指示燈9,電源反相指示燈10,電源接口11。其中開關(guān)1、微調(diào)鈕8、電源正確指示燈9、電源反相指示燈10、電源接口11位于面板的下端,波段開關(guān)2位于面板的中部,液晶顯示屏3、報(bào)警指示燈5、危險(xiǎn)指示燈6、正常指示燈7位于面板的上部。電路板置于殼體4內(nèi)。電路板主要由數(shù)字電源電路,MCU微處理器模塊,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊,系統(tǒng)自校模塊,火花模擬檢測(cè)模塊組成。電源電路與各模塊電路相連,系統(tǒng)自校模塊與火花模擬檢測(cè)模塊相連,火花模擬檢測(cè)模塊與A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊相連,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊與MCU微處理器模塊相連數(shù)字電源電路結(jié)構(gòu)如下JP1的1腳接JTAG_PWR端,2腳接AS1117的3腳,3腳接二極管D1的負(fù)極。D2的正極接+15V。J0的一端接地。電容C3的一端接地,另一端接J3的2腳。電容C4和C3并聯(lián)。AS1117的1腳接地,2腳接電阻R3,3腳接電容C4。電容C5的一端接AS1117的2腳,另一端接地。電容C6和C7與C5并聯(lián)。R3的另一端接VCC。二極管D3的負(fù)極接C5的一端,正極接AVCC+3.3V。電容C8的一端接VCC JATG,另一端接地。C9和C8并聯(lián)。電阻R8的一端接C9,另一點(diǎn)接AGND端。電容C10的一端接D3的負(fù)極,另一端接地。電容C11和C10并聯(lián)。
MCU微處理器模塊的結(jié)構(gòu)如下C8051F330/331的1腳接J5的1端,2腳接地,3腳接VCC,5腳接J7的6腳,6腳接J2的10腳,7腳接J2的9腳,8腳接J2的7腳,9腳接J7的2端,10腳接J7的1端,11腳接J6的5端,12腳接J6的4端,13腳接J6的3端,14腳接J6的2端,15腳接J6的1端,16腳接J5的6端,17腳接J5的5端,18腳接J5的4端,19腳接J5的3端,20腳接J5的2端。J2的1腳和2腳接VCC,11腳接地,J2接顯示輸出。J6的6端接地,J6接顯示輸出。J5接鍵盤。
A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊的結(jié)構(gòu)如下U3ADS1100的1腳接J4的2腳,2腳接地,3腳接C8051F330/331的19腳,4腳接C8051F330/331的20腳,5腳接VCC,6腳接J4的3腳。J4的1腳接AVCC,4腳接AGND端,2腳和3腳分別接火花模擬檢測(cè)模塊的JP2的1腳和2腳。電阻R4的一端接VCC,另一端接ADS1100的3腳,電阻R5的一端接VCC,另一端接ADS1100的4腳。
系統(tǒng)自校模塊的結(jié)構(gòu)如下電阻R20的一端接TEST VCC端,另一端接二極管D6的負(fù)極,D6的正極接電容C10,C10的另一端接電阻R21,R21的另一端接電阻R22,R22的另一端接T3的柵極,T3的源極接TEST端,漏極端接在C10和R21之間。電阻R23的一端接T3的源極端,另一端接C10。
火花模擬檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)如下POWER IN的4個(gè)腳接直流電機(jī)的電源,為火花信號(hào)輸入端,1腳和2腳接二極管LED1的正極,3腳和4腳經(jīng)FA接開關(guān)SW1。LED1的負(fù)極接電阻R1,二極管LED2和LED1串聯(lián)。二極管D1的正極接SW2,負(fù)極接L1,L1的另一端接L2。電容C1接在L1和L2之間,C2,C3和C1并聯(lián)。R2,C4,C6并聯(lián),R3,C5,C7并聯(lián),R2,C4,C6的一端接+15V,另一端接地,R3,C5,C7的一端接-15V,另一端接地。U10P07的7腳接+15V,4腳接-15V,3腳經(jīng)電阻R11接地,2腳接電阻R10,6腳接在串聯(lián)二極管D2和D3之間。電阻R11的另一端接地。R10的另一端接電容C8,C8的另一端接波段開關(guān)SW3。二極管D2的正極接三極管T1的基極,T1的集電極接電阻R14,發(fā)射極接電阻R13。二極管D3的負(fù)極接三極管T2的基極,T2的集電極接電阻R15,發(fā)射極接電阻R12。電阻R16一端接R10,另一端接R17,R17的一端接二極管D4的正極,D4的負(fù)極接電阻R19和二極管D5的負(fù)極,D5的正極接地,R19的另一端接JP2的1端。電容C9、電阻R18和D5并聯(lián)。JP2的2端接地。
將儀器的電源開關(guān)斷開時(shí),儀器電源插頭插入前起落架的工作燈插座上,若電源反相指示燈閃亮,應(yīng)立即將插頭拔下調(diào)向。當(dāng)電源正確指示燈亮?xí)r,打開儀器開關(guān),進(jìn)行測(cè)量。
將波段開關(guān)撥至“SELF TEST”自校檔,系統(tǒng)啟動(dòng)自校電路,此時(shí)液晶顯示屏顯示自校值。自校值在0.3~0.6范圍內(nèi)為正常,此時(shí)可對(duì)電機(jī)實(shí)行檢測(cè)。
檢測(cè)時(shí),根據(jù)電機(jī)的類型,旋轉(zhuǎn)波段開關(guān)至相應(yīng)的檔位,將飛機(jī)直流電機(jī)的電源插入電源接口,此時(shí)火花信號(hào)經(jīng)POWER IN輸入火花模擬檢測(cè)模塊,火花信號(hào)一部分經(jīng)二極管的整流、LC濾波、穩(wěn)壓,通過(guò)大功率電阻的分壓,將其分為+15V和-15V直流電源,用來(lái)提供運(yùn)算放大器和自校模塊等模擬電路的電源,其中+15V還提供給數(shù)字電路部分電源。+15V接入圖4的數(shù)字電源電路,經(jīng)過(guò)二極管整流,穩(wěn)壓芯片AS1117穩(wěn)壓,和濾波電容濾波后,產(chǎn)生3.3V的直流電源,為數(shù)字電路部分提供電源;火花信號(hào)的另一部分經(jīng)濾波,精密放大,整形,脈沖保持,送A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊。經(jīng)A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送MCU微處理器模塊。MCU微處理器模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和調(diào)整,送液晶顯示屏顯示。可直接在液晶顯示屏上讀處火花的等級(jí)系數(shù),如果火花等級(jí)系數(shù)正常,則正常指示燈7閃亮,如火花等級(jí)系數(shù)超標(biāo),則報(bào)警指示燈5閃亮,如等級(jí)系數(shù)處于兩者之間,則危險(xiǎn)指示燈6閃亮。檢測(cè)完畢,關(guān)掉電源開關(guān),波段開關(guān)恢復(fù)到SELF TEST擋,拔下儀器插頭,儀器恢復(fù)原狀。
權(quán)利要求1.飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,主要由面板、殼體(4)和電路板組成,面板固定在殼體(4)的前端,面板上有開關(guān)(1),波段開關(guān)(2),液晶顯示屏(3),報(bào)警指示燈(5),危險(xiǎn)指示燈(6),正常指示燈(7),微調(diào)鈕(8),電源正確指示燈(9),電源反相指示燈(10),電源接口(11),其中開關(guān)(1)、微調(diào)鈕(8)、電源正確指示燈(9)、電源反相指示燈(10)、電源接口(11)位于面板的下端,波段開關(guān)(2)位于面板的中部,液晶顯示屏(3)、報(bào)警指示燈(5)、危險(xiǎn)指示燈(6)、正常指示燈(7)位于面板的上部,電路板置于殼體(4)內(nèi),其特征在于,電路板主要由電源電路,MCU微處理器模塊,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊,系統(tǒng)自校模塊,火花模擬檢測(cè)模塊組成;電源電路與各模塊電路相連,系統(tǒng)自校模塊與火花模擬檢測(cè)模塊相連,火花模擬檢測(cè)模塊與A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊相連,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊與MCU微處理器模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,其特征在于,火花模擬檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)如下POWER IN的4個(gè)腳接直流電機(jī)的電源,為火花信號(hào)輸入端,1腳和2腳接二極管LED1的正極,3腳和4腳經(jīng)FA接開關(guān)SW1,LED1的負(fù)極接電阻R1,二極管LED2和LED1串聯(lián),二極管D1的正極接SW2,負(fù)極接L1,L1的另一端接L2,電容C1接在L1和L2之間,C2,C3和C1并聯(lián),R2,C4,C6并聯(lián),R3,C5,C7并聯(lián),R2,C4,C6的一端接+15V,另一端接地,R3,C5,C7的一端接-15V,另一端接地,U10P07的7腳接+15V,4腳接-15V,3腳經(jīng)電阻R11接地,2腳接電阻R10,6腳接在串聯(lián)二極管D2和D3之間,電阻R11的另一端接地,R10的另一端接電容C8,C8的另一端接波段開關(guān)SW3,二極管D2的正極接三極管T1的基極,T1的集電極接電阻R14,發(fā)射極接電阻R13,二極管D3的負(fù)極接三極管T2的基極,T2的集電極接電阻R15,發(fā)射極接電阻R12,電阻R16一端接R10,另一端接R17,R17的一端接二極管D4的正極,D4的負(fù)極接電阻R19和二極管D5的負(fù)極,D5的正極接地,R19的另一端接JP2的1端,電容C9、電阻R18和D5并聯(lián),JP2的2端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,其特征在于,系統(tǒng)自校模塊的結(jié)構(gòu)如下電阻R20的一端接TEST VCC端,另一端接二極管D6的負(fù)極,D6的正極接電容C10,C10的另一端接電阻R21,R21的另一端接電阻R22,R22的另一端接T3的柵極,T3的源極接TEST端,漏極端接在C10和R21之間,電阻R23的一端接T3的源極端,另一端接C10。
4.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,其特征在于,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊的結(jié)構(gòu)如下U3ADS1100的1腳接J4的2腳,2腳接地,3腳接C8051F330/331的19腳,4腳接C8051F330/331的20腳,5腳接VCC,6腳接J4的3腳,J4的1腳接AVCC,4腳接AGND端,2腳和3腳分別接火花模擬檢測(cè)模塊的JP2的1腳和2腳,電阻R4的一端接VCC,另一端接ADS1100的3腳,電阻R5的一端接VCC,另一端接ADS1100的4腳。
5.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,其特征在于,MCU微處理器模塊的結(jié)構(gòu)如下C8051F330/331的1腳接J5的1端,2腳接地,3腳接VCC,5腳接J7的6腳,6腳接J2的10腳,7腳接J2的9腳,8腳接J2的7腳,9腳接J7的2端,10腳接J7的1端,11腳接J6的5端,12腳接J6的4端,13腳接J6的3端,14腳接J6的2端,15腳接J6的1端,16腳接J5的6端,17腳接J5的5端,18腳接J5的4端,19腳接J5的3端,20腳接J5的2端,J2的1腳和2腳接VCC,11腳接地,J2接顯示輸出,J6的6端接地,J6接顯示輸出,J5接鍵盤。
6.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,其特征在于,數(shù)字電源電路結(jié)構(gòu)如下JP1的1腳接JTAG_PWR端,2腳接AS1117的3腳,3腳接二極管D1的負(fù)極,D2的正極接+15V,J0的一端接地,電容C3的一端接地,另一端接J3的2腳,電容C4和C3并聯(lián),AS1117的1腳接地,2腳接電阻R3,3腳接電容C4,電容C5的一端接AS1117的2腳,另一端接地,電容C6和C7與C5并聯(lián),R3的另一端接VCC,二極管D3的負(fù)極接C5的一端,正極接AVCC+3.3V,電容C8的一端接VCC JATG,另一端接地,C9和C8并聯(lián),電阻R8的一端接C9,另一點(diǎn)接AGND端,電容C10的一端接D3的負(fù)極,另一端接地,電容C11和C10并聯(lián)。
專利摘要飛機(jī)直流電機(jī)火花檢測(cè)儀,主要由面板、殼體和電路板組成。面板上有開關(guān),波段開關(guān),液晶顯示屏,報(bào)警指示燈,危險(xiǎn)指示燈,正常指示燈,微調(diào)鈕,電源正確指示,電源反相指示燈,電源接口。面板安裝在殼體上,電路板置于殼體內(nèi)。電路板主要由數(shù)字電源電路,MCU微處理器模塊,A/D數(shù)據(jù)采集功能模塊,系統(tǒng)自校模塊,火花模擬檢測(cè)模塊組成。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)原位檢測(cè),整個(gè)檢測(cè)過(guò)程,只需要一人按序在機(jī)艙內(nèi)操作電機(jī)按鈕即可完成檢測(cè)。該檢測(cè)儀在檢測(cè)時(shí),只須將檢測(cè)儀的電源線插接在飛機(jī)前起落架或后起落架的工作燈插座上,就可進(jìn)行檢測(cè),無(wú)需外接電源。本實(shí)用新型操作過(guò)程簡(jiǎn)單,完成一架飛機(jī)的檢測(cè)僅需2~5分鐘。本實(shí)用新型還具有功耗低、測(cè)量準(zhǔn)確、精度高的特點(diǎn),而且還采用聲光報(bào)警,數(shù)碼顯示,還具有調(diào)零、自動(dòng)校正功能。
文檔編號(hào)G01R31/34GK2904000SQ20052009274
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者武衛(wèi)東, 任茂林 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院