摘要：飛機傳感器附件種類繁多但基本原理相似，本文以自動油門開關(guān)組件試驗臺為例，分析了研制傳感器測試設備的方法。該測試設備的測試數(shù)據(jù)準確可靠，測試臺綜合化程度高，研制思路可供維護人員和設計人員參考。

關(guān)鍵詞：傳感器;零位;定位孔;試驗臺

傳感器在飛機上的應用非常廣泛，飛機上大約有2000～4000個傳感器，飛機上操作機構(gòu)的位置是通過位置傳感器顯示到關(guān)聯(lián)儀表上的。然而，位置傳感器的檢修常常被忽略，這些傳感器由于長期運行，加之飛機運行過程中各種惡劣工況環(huán)境的影響，常常造成器件的損壞、偏差甚至失效[1]。鑒于此，保證位置傳感器的準確性至關(guān)重要。

一般情況下，傳感器的測試是將傳感器調(diào)節(jié)到不同工作位置，檢查轉(zhuǎn)換的電信號是否在廠家要求的范圍內(nèi)。大部分廠家提出的調(diào)整方法是手動調(diào)整到要求的測試點，誤差較大，也有部分廠家提供了自動測試的專用設備，但價格昂貴。另外，修正傳感器的起始點是修理傳感器附件的重要內(nèi)容。飛機上位置傳感器的零位有標識，在測試時需要首先將位置傳感器調(diào)整到標記位置，但現(xiàn)有的生產(chǎn)廠家提供的調(diào)整方法通常要求工作者用肉眼觀察標識再手動調(diào)整確定零位，這種方法導致零位調(diào)整的誤差較大，甚至超過了制造廠家規(guī)定的誤差范圍，從而使依據(jù)零位確定的其他位置更不準確。這樣的傳感器安裝到飛機上會造成飛機延誤，甚至可能引起巨大的安全事故。

基于以上情況，研制了一種飛機位置傳感器自動化測試設備，該測試設備能夠滿足飛機附件廠家的測試要求，同時可減少手動操作對測試的影響。下文以自動油門開關(guān)組件試驗臺為例進行說明。

1 試驗臺的電氣設計

本文中設計的自動油門開關(guān)組件試驗臺包括控制開關(guān)、PLC可編程邏輯控制器、步進電機驅(qū)動器、編碼器、角度顯示表、雙出軸步進電機減速機以及相關(guān)的連接線纜。測試過程中需要外接相關(guān)的測量儀表。圖1所示為試驗臺的結(jié)構(gòu)組成。當被測試的附件連接到試驗臺時，通過控制開關(guān)給PLC可編程邏輯控制器發(fā)出信號，PLC接收到控制信號后按照預定速度發(fā)出脈沖信號給步進電機驅(qū)動器，步進電機驅(qū)動器控制步進電機轉(zhuǎn)動，帶動旋轉(zhuǎn)工裝轉(zhuǎn)動被測附件。

試驗臺采用常州諾立電器生產(chǎn)的56GP326B12-57H250E40行星步進減速電機及相應的驅(qū)動器，精度為0.02?，編碼器使用手冊推薦的Tans-Tek公司生產(chǎn)的0607-0000型編碼器，精度為0.05?，使整個系統(tǒng)的測試精度小于0.1?。采用西門子S7-200 PLC編程控制模塊控制電機，電機可在粗調(diào)、中調(diào)、細調(diào)三種速度下旋轉(zhuǎn)，滿足對不同速度的測試要求。角度表選用國產(chǎn)DK900進行顯示，顯示值的分辨率為0.001?[3]。使用了兩個3位9檔旋鈕開關(guān)，每檔開關(guān)接通一個測試點。測試箱留有連接外圍儀表的接口，外圍儀表連接后可測量相應位置的電信號。

2 試驗臺的工裝設計

2.1 連接工裝設計

如圖2所示，試驗工裝包含試驗工裝底板，以及在底板上安裝的試驗件安裝板（用于安裝微動開關(guān)試驗件）、換向器（輸入軸連接旋轉(zhuǎn)電機，兩個輸出軸分別連接角度測量編碼器和試驗件的旋轉(zhuǎn)軸）、角度測量編碼器安裝板（用于安裝角度測量編碼器）、旋轉(zhuǎn)電機安裝板（用于安裝旋轉(zhuǎn)電機）、電機支撐塊（用于支撐旋轉(zhuǎn)電機，基本保證旋轉(zhuǎn)電機水平）。試驗工裝底板下安裝有6個地腳以保證其穩(wěn)固。

2.2 定零工裝設計

通過研究大量傳感器起始位的特點，發(fā)現(xiàn)通過位置傳感器的安裝孔與零位之間的幾何關(guān)系可以確定零位，并且非常準確可靠。

自動油門開關(guān)組件在飛機上安裝時，需要使用螺釘通過附件的定位孔將其安裝到飛機上。零位是缺齒對紅點，如圖3所示。通過幾何關(guān)系可得曲柄在兩個定位孔連線的中垂線上時自動油門開關(guān)組件回到起始位?；谶@一原理制作了定零工裝（見圖2中所示定零工裝）。根據(jù)實物測量，確保定零工裝的高度在測試夾具安裝孔的中垂線上，這樣曲柄旋轉(zhuǎn)到零位工裝上時即為附件的零位。

3 試驗臺的優(yōu)點

試驗臺的優(yōu)點在于：首先，設計了測試傳感器的零位工裝，這樣可以模擬傳感器在飛機上安裝位置的零位。同時，使用PLC控制電機驅(qū)動附件轉(zhuǎn)動，精度達到0.1?，分辨率達到0.001?，可以更準確地進行故障定位。其次，該測試設備集成了所有測試點，操作簡單易行。最后，該試驗臺使用了大量國產(chǎn)設備，價格便宜，可節(jié)約成本[4]。

4 結(jié)束語

根據(jù)上述設計思路，已成功設計出自動油門開關(guān)組件試驗臺、襟翼位置傳感器試驗臺、迎角傳感器試驗臺等，這些試驗臺能根據(jù)飛機地面維護工作的要求全面檢測傳感器的性能。對比這幾年的使用數(shù)據(jù)可以看出，新的試驗臺大大降低了返修率，提高了工作效率，深受使用人員的好評。

參考文獻

[1]郭繼爽.轉(zhuǎn)速傳感器及其關(guān)聯(lián)儀表故障檢測研究[J].Internal Combustion Engine & Parts.2017，（3）：75.

[2]郝世勇，戰(zhàn)祥新.飛機電氣附件綜合試驗臺的研制[J].中國科技信息.2011，（9）：82.

[3]王占勇，王曉剛，郭剛.飛機離心傳感器測試裝置的設計與實現(xiàn)[J]. Hydraulics Pneumatics & Seals.2017，（3）： 49-52.

[4] 白杰，張馳，李書名.飛機氣動附件試驗臺測試系統(tǒng)的設計[J].中國民航大學學報.2010，（4）：29-31.

作者簡介

鄒迎歡，工程師，長期從事飛機附件測試設備的研發(fā)工作。