燃油油量及耗量测量控制系统设计与实现

摘要

本燃油油量及耗量测量控制系统是一个用于在某型地面测试设备平台(以下简称“平台”)中,完成测量平台上所装载燃油量并进行显示,为操作人员和平台中其它系统、设备提供燃油剩余量及有关燃油测量的信息,以及对平台的加油、耗油过程进行自动控制的综合测控系统。本文以我国某新型燃油油量及耗量测量控制系统的研制为基础,详细介绍了该系统采用的测量原理和技术及硬件和软件的构成。
　　本文中的燃油及耗量测量控制系统设计先进,功能全面,采用油—耗测量相结合的测量方式,并采用了大量新技术和先进设计方法,提高了燃油测量的准确度,实现了燃油测量功能和控制功能的结合,并高度自动化,对该平台的加油、耗油过程进行自动化控制,在该领域内填补了国内空白,不但减轻了操作人员的工作量,大大提高了工作效能和维护效率,也为今后我国燃油油量及耗量测量控制系统的进一步研制和发展提供了良好的技术基础。
　　该燃油及耗量测量控制系统采用了多种类型的燃油测量传感器:电容式油量传感器、介电常数补偿传感器、磁控信号传感器、感应式信号传感器、耗量传感器和温度传感器。利用这些传感器对燃油的油面高度、介电常数、油面位置、燃油消耗量和燃油温度进行测量,输出测量信号,再通过几大电子部件(耗量组件、检查和控制操纵台、显示驱动器、自动控制器)内的信号变换电路对测量信号进行处理,从而最终实现对燃油的精确测量,并完成相应的控制功能。系统中采用了新的燃油油量测量方案:采用带有平衡随动电位器的LC交流平衡式测量电挢,与单片微型计算机测量技术相结合,不但使整个燃油测量系统较以前的老式测量系统重量减轻,而且性能得到提高,同时,系统中还首次采用了变径电容式油量传感器,通过对传感器的结构进行全新的设计,不但克服了以往采用敷铜层塑料管制造而带来的的诸多问题,还提高了对电磁干扰的抵抗能力,从而改进和提高了产品及系统的工作性能。
　　本文中的燃油油量及耗量测量控制系统采用了计算机技术,使得整个系统随平台设备的整体性能提高而改型升级较为方便,虽然采用的是MCS51系列单片机,但整个系统的设计思想已处于接近国外先进的燃油测量控制系统设计思想的水平,不仅采用了燃油密度测量及温度补偿,提高了在不同环境下燃油测量的准确度,还通过先进的设计使燃油测量功能和控制功能实现了完美的结合,可按既定需要自动控制耗油顺序,并可按加油方式的选择,自动控制加油,系统通过总线与平台的其它系统、设备(记录设备、灯光告警系统等)实现了大量信息交换,实现了信息共享。数字总线技术是随现代计算机技术的广泛应用而发展起来的一项新技术,它采用数字通讯接口将多个设备连接在同一总线上,各设备之间按照通讯协议规定的数据格式进行数字通讯,实现不同的多种数据相互传送的目的。它具有接口简单、传输速率快、传输信息量大、抗干扰能力强、传输距离远等优点。本燃油油量及耗量测量控制系统采用了RS-422A标准和ARINC-429标准的异步串行通讯接口总线技术,这使得本系统较以前的燃油测量系统功能更加全面、性能更加先进。
　　该燃油油量及耗量测量控制系统研制成功,各项技术指标达到要求,并已安装、运行、使用,使用情况良好,这标志着我国燃油测量控制系统的研制开发能力已跨上了一个新台阶。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 引言

第二章 系统原理

2.1 耗量测量部分的测量原理

2.2 油量测量部分的测量原理

2.3 自动控制部分的工作原理

2.4 与国内以往的系统比较

第三章 系统硬件构成

3.1 传感器

3.2 检查和控制操纵台、显示驱动器

3.3 耗量组件

3.4 自动控制器

3.5 硬件的五性设计

第四章 系统软件构成

4.1 耗量组件软件构成

4.2 耗量组件软件详细设计

4.3 检查和控制操纵台软件构成

4.4 检查和控制操纵台软件详细设计

4.5 软件可靠性设计

第五章 存在的技术难题及解决途径

5.1 温度传感器合格率低

5.2 变径电容式油量传感器加工工艺难度高

5.3 产品振动性能要求高

第六章 系统性能测试结果

6.1 系统功能与主要技术指标

6.2 系统性能测试

6.3 系统安装后使用运行情况

第七章 结束语

致谢

参考文献

附录一 耗量组件软件程序流程图

附录二 检查和控制操纵台软件程序流程图

附录三 系统性能测试数据