一种便携式应变传感器检测仪及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种便携式应变传感器检测仪及系统，该检测仪包括壳体和电路主板，壳体两侧分别设有USB接口和航空插头；该电路主板上设有EZ-USB芯片、FPGA芯片、A/D转换电路、放大器电路、全/半桥控制电路、电压激励电路，其中EZ-USB芯片连接至USB接口，放大器电路和电压激励电路均连接至航空插头。本实用新型提供的便携式应变传感器检测仪及系统，体积小，便于携带，并采用低电压恒压源模式实现该设计，电路功耗极低，保证了较强的续航能力，能更好地适应飞行前的检测工作环境。
【专利说明】
一种便携式应变传感器检测仪及系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及飞机测试技术领域，具体涉及一种便携式应变传感器检测仪及系统。
【背景技术】
[0002]随着我国航空事业的发展，新机型不断涌现，试飞任务也相应越来越繁忙。在飞机应变量的测试中，存在着很多安装一组或几组传感器进行对比试验的情况。因此，需要及时地检测这些应变传感器是否贴装正确，以保证利用这些应变传感器进行的后续操作可以准确地进行，从而提高飞行前的检测效率，保证试飞科目顺利高效地完成。
[0003]目前，还没有可以用来直接快速、准确地检测这些应变传感器是否贴装正确的设备，因此不能保障利用这些应变传感器进行的后续操作可以准确地进行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种便携式应变传感器检测仪及系统，以解决现有技术中不能快速准确地检测应变传感器是否贴装正确的问题。
[0005]第一方面，本实用新型提供一种便携式应变传感器检测仪，所述检测仪包括壳体以及设置在所述壳体内部的电路主板，所述壳体两侧分别设有USB接口和航空插头;所述电路主板上设有EZ-USB芯片、FPGA芯片、A/D转换电路、放大器电路、全/半桥控制电路、电压激励电路，所述EZ-USB芯片、所述FPGA芯片、所述A/D转换电路和所述放大器电路顺次连接，所述FPGA芯片还与所述全/半桥控制电路和所述电压激励电路顺次连接，所述EZ-USB芯片连接至所述USB接口，所述放大器电路和所述电压激励电路均连接至所述航空插头。
[0006]作为本实用新型第一方面的优选方式，所述电路主板上还设有电源电路，所述电源电路连接至所述USB接口，所述电源电路分别为所述EZ-USB芯片、所述FPGA芯片、所述A/D转换电路、所述放大器电路、所述全/半桥控制电路和所述电压激励电路供电。
[0007]作为本实用新型第一方面的优选方式，所述壳体两侧还分别设有电源指示灯和数据指示灯，其中所述电源指示灯与所述USB接口同侧，所述数据指示灯与所述航空插头同侧;所述电源指示灯连接至所述电源电路，所述数据指示灯连接至所述FPGA芯片。
[0008]第二方面，本实用新型提供一种便携式应变传感器检测系统，所述系统包括便携式计算机以及如第一方面所述的便携式应变传感器检测仪，其中所述便携式计算机通过所述USB接口与所述便携式应变传感器检测仪连接。
[0009]本实用新型提供的便携式应变传感器检测仪及系统，体积小，便于携带，并采用低电压恒压源模式实现该设计，电路功耗极低，保证了较强的续航能力，能更好地适应飞行前的检测工作环境。本实用新型提供的便携式应变传感器检测仪及系统能直接快速、准确地检测出贴装不合格的应变传感器，因此能够保障利用这些应变传感器进行的后续操作可以准确地进行，从而提高飞行前的检测效率，保证试飞科目顺利高效的完成。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本实用新型实施例提供的便携式应变传感器检测仪的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型实施例提供的便携式应变传感器检测仪的电路原理图。
[0013]其中，1、箱体，2、盖板固定螺钉孔，3、主板固定螺钉孔，4、电路主板，5、USB接口，6、电源指示灯，7、航空插头，8、数据指示灯。
【具体实施方式】
[0014]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0015]本实用新型实施例公开了一种便携式应变传感器检测仪，是重要的地面检测设备，供地面检测人员使用。其体积小，便于携带，并采用低电压恒压源，电路功耗极低，保证了较强的续航能力，能更好地适应飞行前的检测工作环境，因此可以很方便地检测飞机上贴装的应变传感器是否正确，从而提高飞行前的检测效率，保证试飞科目顺利高效地完成。
[0016]参照图1所示，该检测仪包括壳体以及设置在壳体内部的电路主板4，该壳体由箱体I和盖板组成，箱体I上设有盖板固定螺钉孔2，通过螺钉与盖板固定螺钉孔2可将盖板固定在箱体I上。箱体I上还设有主板固定螺钉孔3，通过螺钉与主板固定螺钉孔3可将电路主板4固定在壳体内部。壳体的一侧设有USB接口 5和电源指示灯6，壳体的另一侧设有航空插头7和数据指示灯8。其中，USB接口 5用于连接便携式计算机，从而便携式计算机可以与该检测仪进行信息交互并为整个检测仪供电，整个检测仪支持热插拔;航空插头7用于连接待测应变传感器，从而可以获取待测应变传感器的应变信号。本实施例中，该航空插头7采用15针微距航空插头。
[0017]进一步参照图2所示，该电路主板4上设有EZ-USB芯片、FPGA芯片、A/D转换电路、放大器电路、全/半桥控制电路、电压激励电路，EZ-USB芯片、FPGA芯片、A/D转换电路和放大器电路顺次连接，FPGA芯片还与全/半桥控制电路和电压激励电路顺次连接，EZ-USB芯片连接至USB接口 5，放大器电路和电压激励电路均连接至航空插头7。
[0018]电路主板4上还设有电源电路，该电源电路连接至USB接口5，电源电路利用便携式计算机上的电源分别为EZ-USB芯片、FPGA芯片、A/D转换电路、放大器电路、全/半桥控制电路和电压激励电路供电。电源电路还与电源指示灯6连接，当便携式计算机通过USB接口 5与检测仪完成连接后，整个检测仪通电，此时电源指示灯6会变亮，指示整个检测仪处于通电状态。
[0019]由于整个检测仪采用USB接口5与便携式计算机连接，电路主板4上的各个电路元件的电源由USB接口 5经电源电路滤波转换后提供。电源电路包括隔离滤波后的5V电路、5V转3.3V电路、5V转2.5V电路、5V转1.2V电路四部分构成，可以将从USB接口 5处输入的+5V电源经过隔离滤波后转换为多种低电压电源，以满足电路主板4中其他电路元件的需要。
[0020]待测应变传感器由电压激励电路提供激励电压，由于USB接口5处输入的供电电源的电流有限，便携式计算机的续航能力较弱，因此需要电路的功耗极低才能保障检测需求，故采用恒压源激励模式，每路均提供独立的激励电压源并经航空插头7输出至待测应变传感器。为降低功耗，激励电压选取4V低电压，运放供电采用5V供电。
[0021]在利用检测仪对待测应变传感器进行检测前，将预设的针对待测应变传感器的配置信息经USB接口 5及EZ-USB芯片写入FPGA芯片的内置RAM中。若在每一次具体检测时，针对不同的待测应变传感器需要改变其中的部分配置信息时，可将改变后的部分配置信息经USB接口5及EZ-USB芯片写入FPGA芯片的配置信息寄存器中。其中，配置信息主要包括采样率、全/半桥设置、通道选择和量程选择等。
[0022]配置完成后，对待测应变传感器进行检测时，待测应变传感器输出的应变信号经航空插头7进入放大器电路中。本实施例中，放大器电路采用两级放大电路，包括第一级放大器和第二级放大器，可将应变信号放大至±5V，有效满足A/D转换电路中A/D转换器的输入满量程要求。本实施例中，第一级放大器选用AD公司仪表放大器AD8228，100倍固定增益；第二级放大器选用AD公司仪表放大器AD8250，4档程控增益，增益分别为1、2、5、10，对应输入4档测量量程。
[0023]根据待测应变传感器的配置信息，利用全/半桥控制电路，每路均可独立配置为全桥工作模式或半桥工作模式。采用全桥工作模式时，输入的应变信号分别接第一级放大器的正负输入端;采用半桥工作模式时，输入的应变信号接第一级放大器的正端，第一级放大器的负端通过全/半桥控制电路中的模拟开关接由电压激励电路给出的2V基准电压信号。
[0024]放大后的应变信号进一步经A/D转换电路转换为应变量数据，然后进入FPGA芯片中进行数字处理。本实施例中，A/D转换电路中的关键元件A/D转换器选用AD公司的AD7606转换芯片，该芯片可同时对8路输入信号进行同步采样保持、分时转换，转换分辨率为16位，最高采样率为200kHz/s，同时该芯片内部集成8路独立的二阶抗混叠滤波器，输出可选择数字滤波器，实现数据的平滑滤波和抽取。AD7606转换芯片内部基准电压精度较差，只有1%的精度。为提高转换精度，选用外部参考电压，外部电压基准选用AD公司的ADR431芯片，
2.5V的输出，精度为土 3mV，温度稳定度为lOppm。该基准电压同时转换为4V和2V的输出，分别作为电压激励电路中激励电压输出基准和半桥工作模式时的中点参考电压。
[0025]应变量数据在FPGA芯片进行数字处理后，再经FPGA芯片的输出缓冲区传输至EZ-USB芯片，进一步经USB接口 5传输至便携式计算机进行显示，供地面检测人员参考。另外，FPGA芯片还与数据指示灯8连接，当应变量数据开始进行数字处理时，数据指示灯8闪烁，当应变量数据的数字处理停止时，数据指示灯8不亮。
[0026]本实用新型实施例还提供一种便携式应变传感器检测系统，该系统包括便携式计算机以及如上述实施例所述的便携式应变传感器检测仪，其中该便携式计算机通过USB接口与便携式应变传感器检测仪连接。便携式计算机与上述的检测仪连接后，可通过便携式计算机对该检测仪进行配置和操作，处理后的应变量数据也通过便携式计算机进行显示，供地面检测人员参考，从而可以很方便地检测飞机上贴装的应变传感器是否正确。本实施例中，便携式计算机优选为平板电脑。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种便携式应变传感器检测仪，其特征在于，所述检测仪包括壳体以及设置在所述壳体内部的电路主板，所述壳体两侧分别设有USB接口和航空插头;所述电路主板上设有EZ-USB芯片、FPGA芯片、A/D转换电路、放大器电路、全/半桥控制电路、电压激励电路，所述EZ-USB芯片、所述FPGA芯片、所述A/D转换电路和所述放大器电路顺次连接，所述FPGA芯片还与所述全/半桥控制电路和所述电压激励电路顺次连接，所述EZ-USB芯片连接至所述USB接口，所述放大器电路和所述电压激励电路均连接至所述航空插头。2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述电路主板上还设有电源电路，所述电源电路连接至所述USB接口，所述电源电路分别为所述EZ-USB芯片、所述FPGA芯片、所述A/D转换电路、所述放大器电路、所述全/半桥控制电路和所述电压激励电路供电。3.根据权利要求2所述的检测仪，其特征在于，所述壳体两侧还分别设有电源指示灯和数据指示灯，其中所述电源指示灯与所述USB接口同侧，所述数据指示灯与所述航空插头同侧;所述电源指示灯连接至所述电源电路，所述数据指示灯连接至所述FPGA芯片。4.一种便携式应变传感器检测系统，其特征在于，所述系统包括便携式计算机以及如权利要求1至3中任一项所述的便携式应变传感器检测仪，其中所述便携式计算机通过所述USB接口与所述便携式应变传感器检测仪连接。
【文档编号】G01B21/32GK205482905SQ201620041597
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月18日
【发明人】张雪明, 朱钊侠, 杨花卫, 马亮, 杨小红, 田烨
【申请人】西安远方航空技术发展总公司