一种飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理电路和系统的制作方法

1.本实用新型属于飞机操纵领域，涉及一种飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理电路和系统。


背景技术：

2.飞机飞行过程中，驾驶员主要通过操纵驾驶杆、驾驶盘和脚蹬操纵方向舵、升降舵和副翼，使飞机从一种飞行状态转变为另一种飞行状态，以完成起飞、爬升、巡航、下降、着陆等飞行动作。操纵性是飞机的重要飞行品质之一，也是飞行力学研究的重要内容。
3.驾驶员需要合适的驾驶力，通过施加的驾驶力大小来精确控制飞机，对飞机在各种情况下的驾驶力的大小、方向以及随飞状态(速度、过载)的变化规律都有一定的要求。驾驶力的大小要适当，过大则飞机过于灵敏不易控制，容易因反应量过大造成失速或损坏结构，过小则飞机过于迟钝。
4.目前我国飞机主操纵系统无法采集驾驶力，当需要确认飞行操纵状态及飞行故障判断时缺乏驾驶员操纵记录数据。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理电路和系统，可实时采集并记录驾驶员驾驶力大小，为飞行操纵状态及飞行故障判断提供依据。
6.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
7.一种飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理电路，包括三组信号处理电路，三组信号处理电路输入端分别连接有驾驶杆力传感器、驾驶盘力传感器和脚蹬力传感器输出端，三组信号处理电路输出端均连接飞行参数和音频记录系统输入端；
8.信号处理电路包括依次连接的输入滤波电路、一级放大电路、二级放大电路和二阶滤波电路。
9.优选的，一级放大电路输入端连接有测试电路输出端。
10.优选的，一级放大电路输入端连接有调零电路输出端。
11.优选的，二级放大电路输入端连接有调增益电路输出端。
12.优选的，信号调理电路通过电源滤波电路连接有电源，电源滤波电路和一级放大电路之间设置有dc/dc模块。
13.进一步，dc/dc模块输出端连接有稳压电源电路输入端，稳压电源电路输出端连接驾驶杆力传感器、驾驶盘力传感器、脚蹬力传感器和信号调理电路中除一级放大电路的其他电路。
14.一种飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理系统，包括信号调理装置；
15.信号调理装置外部设置有至少三个插座；信号调理装置内部设置有上述任意一项所述的信号调理电路，三个插座输出端分别连接信号调理电路中三组信号处理电路输入
端。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.本实用新型所述电路，三组信号处理电路与驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器和驾驶盘力传感器连接，为驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器、驾驶盘力传感器提供激励电压，采集驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器、驾驶盘力传感器的输出电压信号，经过滤波、一级放大、二级放大、二阶滤波等电路处理后，输出电压信号至飞行参数和音频记录系统，可实时采集、记录驾驶员驾驶力大小，为飞行操纵状态及飞行故障判断提供依据。驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器和驾驶盘力传感器输出信号处理电路相互独立，互不干扰。
18.进一步，当信号调理电路出现异常时，在传感器不受力情况下，测试电路在一级放大电路输入端产生毫伏级的测试信号，经放大、滤波输出直流电压信号，实现原位测试，便于故障快速定位。
19.进一步，调零电路保证了产品的互换性，避免了地面保障人员需要根据驾驶杆、盘和脚蹬的安装位置变化对信号调理电路内部进行电气参数调节，节省了大量的人力物力，缩短了飞机维护时间，大大提高了本实用新型的实用性。
20.进一步，二级放大电路通过调增益电路，输出规定的电压幅值，保证输出信号的幅值和精度均满足飞机飞行参数信号采集的要求。
21.本实用新型所述系统，三组信号处理电路通过插头和插座与驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器和驾驶盘力传感器连接，为驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器、驾驶盘力传感器提供激励电压，采集驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器、驾驶盘力传感器的输出电压信号，经过处理后，输出电压信号至飞行参数和音频记录系统，可实时采集、记录驾驶员驾驶力大小，为飞行操纵状态及飞行故障判断提供依据。
附图说明
22.图1为本实用新型的信号调理电路示意图；
23.图2为本实用新型的信号调理装置与传感器连接示意图；
24.图3为本实用新型的信号调理装置结构爆炸图。
25.其中：1
‑
壳体；2
‑
插座；3
‑
印制卡板。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
27.如图1所示，驾驶杆力传感器连接驾驶杆，驾驶盘力传感器连接驾驶盘，脚蹬力传感器连接脚蹬组件；三个传感器采集驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器、驾驶盘力传感器的输出电压信号。
28.本实用新型所述飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理电路，包括三组信号处理电路，三组信号处理电路输入端分别连接驾驶杆力传感器、驾驶盘力传感器和脚蹬力传感器输出端，三组信号处理电路输出端均连接飞行参数和音频记录系统输入端。
29.信号处理电路包括依次连接的输入滤波电路、一级放大电路、二级放大电路和二阶滤波电路。
30.一级放大电路输入端连接有测试电路输出端。当信号调理电路出现异常时，在传
感器不受力情况下，在一级放大电路输入端产生毫伏级的测试信号，经放大、滤波输出6v～9v的直流电压信号，实现原位测试，便于故障快速定位。
31.一级放大电路输入端连接有调零电路输出端。调零电路采用电位器，调零电路保证了产品的互换性，避免了地面保障人员需要根据驾驶杆、盘和脚蹬的安装位置变化对信号调理电路内部进行电气参数调节，节省了大量的人力物力，缩短了飞机维护时间，大大提高了本实用新型的实用性。
32.二级放大电路输入端连接有调增益电路输出端。调增益电路采用调节增益电位器，通过调增益电路输出规定的电压幅值，保证输出信号的幅值和精度均满足飞机飞行参数信号采集的要求。
33.信号调理电路设置了自检测电路接口，可以在地面对信号调理电路电路进行测试，即时检测产品状态。
34.为保证驾驶杆力传感器与驾驶力成线性比例关系，一级放大电路采用仪表放大器，二级放大电路采用运算放大器，放大器周围设置金属膜电阻，达到良好的电器参数，仪表放大器、运算放大器和高精密金属膜构成独立的线性放大电路。输出信号的放大电路采用两级线性放大的设计，根据驾驶杆力传感器的激励电压、输出灵敏度计算，信号调理电路的一级放大倍数采用固定增益，二级放大通过调节增益电位器，输出规定的电压幅值，保证输出信号的幅值和精度均满足飞机飞行参数信号采集的要求。
35.信号调理电路连接有电源，电源滤波电路和一级放大电路之间设置有dc/dc模块。dc/dc模块输出端连接有稳压电源电路输入端，稳压电源电路输出端连接驾驶杆力传感器、驾驶盘力传感器、脚蹬力传感器和信号调理电路中除一级放大电路的其他电路。电源、dc/dc模块和稳压电源电路与其他电路之间均设置有滤波电路。
36.系统供电的电源为+28.5vdc，通过滤波电连接器滤除高频干扰后引入印制板组件，再由印制板组件上安装的表贴滤波器进一步消除干扰，通过反向保护电路、瞬态电压抑制电路及电源滤波器滤波处理后，经电源模块转为
±
15vdc。该
±
15vdc电压通过具有抑制电压尖峰、浪涌作用的π型滤波电路后再进行滤波处理，提供给信号调理电路作为工作电压。+15vdc再经高精度三端稳压器进行稳压处理，输出+10vdc作为驾驶杆力传感器、脚蹬力传感器和驾驶盘力传感器的激励电压。
37.本实施例所述的飞机驾驶员驾驶力传感器信号调理系统，包括驾驶杆力传感器、驾驶盘力传感器、脚蹬力传感器和信号调理装置；
38.如图2所示，驾驶杆力传感器连接驾驶杆，驾驶盘力传感器连接驾驶盘，脚蹬力传感器连接脚蹬组件；驾驶杆力传感器、驾驶盘力传感器和脚蹬力传感器输出端连接有插头；
39.如图3所示，信号调理装置的壳体1外部设置有至少三个插座2，插座2螺栓连接在壳体1上，插座2和插头对应连接；信号调理装置内部设置有印制卡板3，印制卡板3与壳体1内壁采用螺栓连接，印制卡板3上设置有信号调理电路，三个插座2输出端分别连接信号调理电路中三组信号处理电路输入端。
40.分别采集驾驶杆、驾驶盘和脚蹬组件的驾驶力的压力信号；信号调理电路将传感器输出的毫伏级信号进行输入滤波、放大调理、二阶滤波后，输出根据压力成线性关系的电压信号给飞行参数和音频记录系统，可实时采集、记录驾驶员驾驶力大小，为飞行操纵状态及飞行故障判断提供依据。
41.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。