专利名称：可控矩阵程控电容箱的制作方法
技术领域：
本发明是用于飞机燃油测量系统性能地面检查时，为其检测提供所需的飞
机燃油油量信号和油箱传感器工作状态模拟信号的多路多挡电容输出设备。
背景技术：
在对飞机燃油测量系统进行地面检测时，常需要专用的设备来模拟飞机的 油量信号以及油量传感器的开路和短路故障。模拟飞机的油量信号则需要按照 飞机油箱曲线，模拟出飞机上所有油量传感器在油箱中的不同的浸油高度。一
根油量传感器需要模拟8个测试点，即开路、短路、满油位、空油位、任意浸 油高度1、 2、 3和1个校验点。对于一架含有30根传感器的飞机燃油测量系统 而言，就需要为检测提供25路23挡，共计需要23+5个测试点供切换燃油模拟信 号所用。
对这样一架飞机的燃油测量系统性能进行检查，目前是采用手动电容箱靠 人工操作机械开关来切换25路23挡飞机油量模拟信号的输出。采用这种工作方 式的缺点在于操作烦琐，效率低下，容易发生误操作，导致测量误差。时常 因开关自身失效，使得检测信号输出的准确性不能得到保证，这对于检测设备 是不能接受的；该设备的周期计量工作，仍然存在同样的问题。因此这样的手 动电容箱，不能满足现代综合自动检测技术发展需要。
发明内容
本发明的目的在于解决目前手动电容箱存在的不足之处，提供一种输出信号准确可靠，操作简便、工作效率高，具有良好的移植性，由程序控制输出信
号，自动检测燃油测量系统，可测试23+11 (n = 0 、 1、 2......)个测试点的可控
矩阵程控电容箱。
本发明的目的在于解决目前手动电容箱存在的不足之处，提供一种包含并 能满足现代综合自动检测技术发展需要的电容箱。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是--种可控矩阵程控电容箱，
包括，标准机箱和该标准机箱操作面板上供用户手动操作的拨码及按键开关，
以及均布在操作面板上显示每个测试点工作状态，并与可控矩阵单元相连的LED 发光二极管阵列；其特征在于机箱内设置有用程序设定多路多挡电容信号输 出，并通过地址总线译码选通信号控制可控矩阵单元的微型计算机控制单元， 该微型计算机控制单元的数据总线将所需的控制逻辑输出到可控矩阵单元，改 变可控矩阵单元中的各组可控继电器单元的输出电容值，实现多路多挡电容信 号的任意切换，其中可控矩阵单元中的每组可控继电器单元通过其共用的激励 端、信号端和接地端向外输出相应的电容信号，并点亮对应的LED发光二极管。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
本发明提供的可控矩阵程控电容箱，是由程序控制所需电容信号的输出， 操作简便、工作效率高，输出信号准确可靠，避免了因人为因素和开关失效造 成的测量误差；具有良好的移植性。
通过通讯接口可接受上位机的控制，能满足现代综合自动检测设备的要求。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述 的实施例范围之中。
图1是本发明可控矩阵程控电容箱外形主视图。 图2是图1的侧视图。图3是本发明可控矩阵程控电容箱原理框图。 图4是本发明可控继电器单元原理框图。
图5是本发明可控继电器单元电路图。
图中l.操作面板，2、 3.信号输出插座，4.电源输入插座，5.拨码开关，6. 按键开关，7.发光二极管阵列，8.标准机箱，9.微型计算机，IO.可控矩阵单元。
具体实施例方式
本发明的具体实施，是针对含有30根传感器的飞机燃油测量系统的检测需 求而进行的。
参阅图l、图2，该附图描述了由微型计算机、可控矩阵单元IO、同定值电 容器、操作而板和19英寸标准机箱等组成可控矩阵程控电容箱的一个最佳实施 例。19英寸标准机箱8的前端是操作面板1，在操作面板1上供用户使用的人
机接U:按键开关6、 LE1)发光二极管阵列7;编程输入接口拨码开关5;
信号输出接口信号输出插座2、 3和电源输入插座4。
本实施例提到的nj控矩阵单元10包含有25组可控继电器单元。由可控继电 器单元对应连接的256个LE1)发光二极管，组成了 8x32的LED发光二极管阵 列7分布在操作面板1上。LED发光二极管阵列反映可控矩阵单元10的每个 测试点的工作状态。连接上述阵列发光二极管LED的可控矩阵单元10，放置 在机箱内。用户可通过微型计算机9的可编程存储器，保存对可控矩阵10程控 电容箱电容信号的输出设定。用户可通过编程输入接口和人机接口设定可控矩 阵程控电容箱电容信号的输出。
参阅图3，微型计算机是核心控制单元。该微型计算机可选用Intcl8031单 片机，它依靠存储在程序存储器中的单片机程序和提供单片机运算空间的RAM 缓存，程序设定多路多挡电容信号输出，通过上述单片机的5根地址译码后形成25根选通信号来控制可控矩阵单元10，数据总线将所需的逻辑输出到可控矩 阵单元IO，实现对25路23挡电容信号的任意切换。用户可通过编程接口一一拨 码开关5和人机接口一一按键开关6设定可控矩阵程控电容箱电容信号的输出。 在本实施例中，可控矩阵单元IO共使用了 25组可控继电器单元。25组可控继电 器单元对应的2ks个LED发光二极管，按组均匀分布在操作面板上，分别指示 对应该组可控继电器单元的工作状态。
参阅图4， 一组可控继电器单元是由相互连接的数据锁存器、继电器、光耦 隔离器、LE1)发光二极管、电容器、激励端、信号端、接地端组成。 一组可控 继电器单元，可以实现23个电容信号的任意切换。25组可控继电器单元，共可 实现23+5个电容信号的任意切换。
微型计算机控制单元通过8位数据总线与可控继电器单元的输入接口 8位
数据锁存器相连接；通过地址总线译码选通信号取得可控继电器单元的输入接
口 8位数据锁存器的控制权，并通过数据总线改变该可控继电器单元的输出电
容值，实现1路8挡电容信号的任意切换。依次类推，可实现多路多挡电容信
号的任意切换。当地址译码后形成的选通信号有效时，其对应的一组可控继电
器单元被选中，每组可控继电器单元均通过其共用的激励端、信号端和接地端
向外输出相应的电容信号，并点亮对应的LED发光二极管，指示该组可控继电
器单元的工作状态。
参阅图5，数据锁存器的输入端接数据总线和选通信号即片选信号，数据锁
存器的输出端的每个控制口分别与光耦隔离器的K端相连；光耦隔离器的A端
通过电阻R连接LED发光二极管的K端，LED发光二极管的A端接电源VCC;
光耦隔离器的E端接地，C端接继电器Nl的6脚；继电器Nl的5脚结电源
VCC;为了保护继电器，在继电器N1的5、 6脚之间，并联一个二极管D1;
电容器Cx (x=l， 2， ...7)的两端分别连接继电器的1，3脚；继电器的2脚接激励端；继电器Nl的4脚通过继电器N2的2端和二极管D2的K端、二极管 D3的A端；继电器N2的1脚接二极管D2的A端，再到信号端；二极管D3 的K端与接地端相连。本实施例的数据锁存器可选用八位数据锁存器，如 LS373。
当8位数据锁存器的一个输出端输出低电平时，对应的LED发光二极管亮， 光耦隔离器内的三极管导通，继电器线圈吸合，输出继电器上连接的电容器值。
8031单片机用八位的数据线，为可控矩阵单元的每组可控继电器单元的8 位数据锁存器提供八个互斥信号。当地址译码后形成的选通信号有效时，其对 应的一组可控继电器单元被选中，每组可控继电器单元均通过其共用的激励端、 信号端和接地端向外输出相应的电容信号，并点亮对应的LED发光二极管，指 示该组可控继电器单元的工作状态。
8031单片机分30次，依次选中可控矩阵单元的30组可控继电器单元，实 现多路多挡电容信号的任意切换。30组可控继电器单元对应的240个LED发 光二极管，按组均匀分布在操作面板上，分别指示对应该组可控继电器单元的 工作状态。
本发明的另一实施例是，可以将上述光耦隔离器连接的固定电容器更换为 固定电阻器，可以使之成为可控矩阵程控电阻箱。
权利要求
1. 一种可控矩阵程控电容箱，包括，标准机箱和该标准机箱操作面板上供用户手动操作的拨码及按键开关，以及均布在操作面板上显示每个测试点工作状态，并与可控矩阵单元相连的LED发光二极管阵列；其特征在于机箱内设置有用程序设定多路多挡电容信号输出，并通过地址总线译码选通信号控制可控矩阵单元的微型计算机控制单元，该微型计算机控制单元的数据总线将所需的控制逻辑输出到可控矩阵单元，改变可控矩阵单元中的各组可控继电器单元的输出电容值，实现多路多挡电容信号的任意切换，其中可控矩阵单元中的每组可控继电器单元通过其共用的激励端、信号端和接地端向外输出相应的电容信号，并点亮对应的LED发光二极管。
2. 如权利要求l所述的可控矩阵程控电容箱，其特征在于，所述可控矩阵 单元由2"组可控继电器单元并联组成，实现2:' 个测试点，每个测试点连接一个 固定电容器和一个LED发光二极管，其中n二0 、 1、 2……。
3. 如权利要求1、 2中任何一个权利要求所述的可控矩阵程控电容箱，其 特征在于，组成可控矩阵单元的可控继电器单元由相互连接的数据锁存器、光 耦隔离器、继电器、电阻、LED发光二极管和固定电容器组成。
4. 如权利要求1或2所述的可控矩阵程控电容箱，其特征在于，微型计算 机控制单元通过数据总线与可控继电器单元的输入接口数据锁存器相连接；通 过地址总线译码选通信号取得可控继电器单元的输入接口数据锁存器的控制 权，并通过数据总线改变该可控继电器单元的输出电容值，实现一路多挡电容 信号的任意切换。依次类推，可实现多路多挡电容信号的任意切换。
5. 如权利要求4所述的可控矩阵程控电容箱，其特征在于，数据锁存器的 输入端连接数据总线，数据锁存器的输出端的每个控制口分别与光耦隔离器的K 端相连，该光耦隔离器的A端通过电阻R连接LED发光二极管的K端。
6. 如权利要求l所述的可控矩阵程控电容箱，其特征在亍，将固定电容器 换成固定电阻器，可控矩阵程控电容箱即可变成可控矩阵程控电阻箱。
全文摘要
本发明提出的一种可控矩阵程控电容箱，其机箱内设置有用程序设定多路多挡电容信号输出，并通过地址总线译码选通信号控制可控矩阵单元的微型计算机控制单元。该微型计算机控制单元的数据总线将所需的控制逻辑输出到可控矩阵单元，改变可控矩阵单元中各组可控继电器单元的输出电容值，实现多路多挡电容信号进行任意切换。其中，可控矩阵单元中的每组可控继电器单元通过其共用的激励端、信号端和接地端向外输出相应的电容信号，并点亮对应的LED发光二极管。本发明的输出信号准确可靠，操作简便、工作效率高，具有良好的移植性，由程序控制输出信号，可控制2<sup>3+n</sup>个测试点。有效地解决了多路多拌电容信号任意输出的控制问题。
文档编号G01F25/00GK101430220SQ200810147929
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者宏 王 申请人:四川泛华航空仪表电器厂