本发明涉及飞行技术领域，具体涉及一种飞机舵面测量系统及其测量方法。
背景技术：
现阶段测试飞机舵面的横滚、航向、俯仰等角度都是利用人工测试。具体操作是：测试时工程师乘坐升降梯将刻度盘以及对应的刻度指针安装到测试舵面上，因为飞机舵面距离地面存在一定的高度，此过程不仅操作难度高，而且具有一定的危险。整体安装完毕后，进行动态测试，测试的过程中需要工程师在升降梯上通过肉眼对测度尺子进行读数，人工肉眼读数会因为视觉角度的差异会导致误差很大，致使最终得到的结果精度并不高。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种飞行器舵面角度测量系统及其测量方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
飞机舵面测试系统，包括上位机和测试终端；测试终端包括壳体和设置在壳体内的带有zigbee无线模块的单片机，上述单片机连接有液晶显示模块，单片机还连接有接收天线；单片机连接有加速度传感器、陀螺仪传感器和地磁传感器；单片机连接有充电电池；壳体上设有与上述单片机连接的液晶显示模块与按键；测试终端通过无线/有线的形式向上位机传输数据；壳体上还设有便于与舵面连接的真空吸盘。
作为一种优选方式，其通讯采用以下形式a和形式b;
形式a:低功耗高速传递的无线通讯；
形式b：远程有线的485或者422通讯。
飞机舵面测试方法，采用上述飞机舵面测试系统进行测试，包括以下步骤：
（1）系统初始化；系统时钟采用内部高精度时钟，初始化定时器与初始化uart模块，串口波特率使用最大的速度的115200；再对加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器分别进行初始化；
（2）通讯方式选择；通过检测按键的返回值，对通讯方式进行选择，若选择无线通讯则执行步骤（3）；若选择有线通讯则执行步骤（4）；
（3）若测试终端接受到数据接收并判断的指令，则执行步骤（7），若未接收到，则结束；
（4）上位机芯片检测按键返回值，若达到l毫秒，液晶显示模块界面刷新，继续执行步骤（5）；若没有达到，则结束；
（5）上位机持续检测按键返回值，若达到m毫秒，则对按键再扫描，执行步骤（6）；若未达到m毫秒，则结束；
（6）上位机持续检测按键返回值，若达到n毫秒，则执行步骤（7）；若未达到n毫秒，则结束；
（7）测试终端将加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器数据传输给上位机，上位机对原始数据进行处理转化成输出所需参数后，对其进行滤波，使得数值稳定。
作为一种优选方式，测试系统默认为无线通讯，按键切换为有线通讯。
本发明具有以下优点：
测试首先是需要通过多功能按键来确定整个系统的通讯方式，默认上电为无线通讯，设置好了通讯方式后，将其放到舵面面板上，选用了一种真空吸盘，很容易将测试系统牢牢固定到舵面面板上，固定好后，工程师可以离开飞机，进入检测室内，打开手持可移动pc上位机就可以开始检测。上位机可以单独控制每个检测系统，还可记录每一时刻的数据，然后通过波形的形式回放出来。一般情况一架飞机的舵面需要10-18个这样的检测系统方可精确的测试。
传感器的选取是该方法中最重要的设计之一，传感器的精度以及性能直接影响着飞机三个舵面上的精度。这里选择性能极佳的加速度传感器来测量飞机左右翼上的俯仰角，通过采集传感器在该坐标值上的加速度值，然后以重力加速度为参考标量，利用三角函数即可得出此时此刻舵面的相对角度值；地磁传感器用来测试垂直舵面上的航向角度，通过采集传感器该方向上的地磁值，利用地球磁场的分布，再利用三角函数得出此时此刻的舵面所对应的航向角度；通过陀螺仪传感器测试舵面在运动时的角速度。利用陀螺仪的二自由度陀螺得出舵面运动过程中的角速度。
设计中通讯采用了两种通讯方式：一种为低功耗高速传递的无线通讯，一种是远程有线的485或者422通讯；采用无线通讯一面方为了检测人员的安全，人性化，另一方面是为了防止另外一种通讯出现故障，以便代替通讯，以至于不影响测试设备的使用。选择有线的485或422通讯的原因是为了保证信号的质量，不至于接收到的信号因为传输距离的原因衰减、失真。
上位机的设计原因是因为测试一架飞机的舵面并不是一个，因此需要多个测试设备，那么多个测试设备就会有多组不同的数据，数据量大。如果让工程师分别进行数据记录、统计、计算等操作，这不但工作量大，还容易出错。对此利用上位机进行控制以及数据保存与处理则是最佳的选择。上位机我们放在可移动pc机上，该pc机必须具有与测试模块进行无线通讯和485或422通讯方式，用来接收每个设备的信息及数据，因此作为承载上位机的移动pc机必须对端口重新设计。在该上位机上，可以绘制出飞机的模型舵面，以及每个测试设备所放置的位置，在对应位置可以显示出三组所有的数据。与此同时上位机可以控制每一台测试的开关以及用电量情况，还应具有每个设备可以进行数据保存，在后期就行数据以波形的形式经行回放。
附图说明
图1为本发明逻辑框架图。
图2为测试系统的模块示意图图。
具体实施方式
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种飞机舵面测试系统及测试方法。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
如图2所示，飞机舵面测试系统，包括pc上位机和测试终端，测试终端用于安装在飞机舵面对舵面情况进行测试。pc上位机接收测试终端传来的测试数据，对数据进行存储和处理。
测试终端包括机壳和设置在机壳内的单片机mcu，单片机mcu电连接有液晶显示屏，单片机mcu与加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器电连接。机壳上设有液晶显示屏和多功能按键，多功能按键也与单片机mcu电连接。
所述单片机mcu带有zigbee无线通讯模块。单片机mcu连接有接收天线。
单片机mcu还连接有充电电池。带有zigbee无线通讯模块的单片机mcu将检测到的数据通过无线/有线485通讯/有线422通讯传输给pc上位机。
pc上位机优选可移动手持上位机。
其中，测试终端上设有真空吸盘，使得测试终端牢牢固定在舵面面板上。
传感器的精度以及性能直接影响着飞机三个舵面上的精度。这里选择性能极佳的加速度传感器来测量飞机左右翼上的俯仰角，通过采集传感器在该坐标值上的加速度值，然后以重力加速度为参考标量，利用三角函数即可得出此时此刻舵面的相对角度值；地磁传感器用来测试垂直舵面上的航向角度，通过采集传感器该方向上的地磁值，利用地球磁场的分布，再利用三角函数得出此时此刻的舵面所对应的航向角度；通过陀螺仪传感器测试舵面在运动时的角速度。利用陀螺仪的二自由度陀螺得出舵面运动过程中的角速度。
如图1所示，在飞机舵面测试过程中，将10个测试终端通过真空吸盘均匀安装到飞机舵面不同位置，通过一台pc上位机，对10个测试终端的数据进行读取计算处理；具体测试方法包括以下步骤：
（1）系统初始化；系统时钟采用内部高精度时钟，初始化定时器与初始化uart模块，串口波特率使用最大的速度的115200；再对加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器分别进行初始化；
（2）通讯方式选择；默认为无线通讯方式，上位机通过检测按键的返回值，对通讯方式进行选择，若用户不按多功能按键，则为无线通讯模式则执行步骤（3）；若按键则为线通讯模式则执行步骤（4）；
（3）若测试终端接受到数据接收并判断的指令，则执行步骤（7），若未接收到，则结束；
（4）上位机芯片检测按键返回值，若达到10毫秒，液晶显示模块界面刷新，继续执行步骤（5）；若没有达到，则结束；
（5）上位机持续检测按键返回值，若达到15毫秒，则对按键再扫描，执行步骤（6）；若未达到15毫秒，则结束；
（6）上位机持续检测按键返回值，若达到20毫秒，则执行步骤（7）；若未达到20毫秒，则结束；
（7）每个测试终端将加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器数据传输给上位机，上位机对原始数据进行处理转化成输出所需参数后，对其进行滤波，使得数值稳定。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。