某俄制飞机发动机振动仪试验器的设计

　　飞机发动机的涡轮转子或螺旋桨，虽然经过严格平衡调整，在转动中依然存在着或大或小的振动现象，不但会使发动机的能量消耗增加， 还会使零件疲劳损伤、轴承加速磨损、发动机寿命缩短[ 1]。 因此 ， 近代飞机上都装有发动机振动仪用于测量发动机的振动速度或加速度。

　　在购买某型号俄制飞机时，随机配备有发动机振动仪试验器 ，但由于年久失修，已经无法对发动机振动仪性能进行测试，而目 前国 内又没 有替 代产 品 ，所以 只能凭经验判断发动机振动仪工作是否正常，给飞行带来了安全隐患。 本文提出一种可对该发动机振动仪性能进行精确测试的试验器 ，功能 可以 完全替 代俄 制设备 ，实现了对发动机振动仪的正常维护。

　　1 试验器的组成及基本工作原理

　　发动机 振 动 仪 试 验 器 由 单 片 机 、开 关 电 源 、电 压 隔离传感器、传感器信号模拟电路、继电器驱动电路、显示驱动和按键检测电路、显示器和按键以及信号转换接口组成，如图 1 所示。

　　单片机通过按键检测电路获取按键的状态，得到操作者的意图。 经过继电器驱动电路控制继电器组中相应的继电 器进 行转换 ， 将传 感器 信号模 拟 电 路 产 生 的 信号、115 V 400 Hz 交流电源和 27 V 直流电源加到发动机振动仪上，将振动仪输出的信号接到信号转换接口。 单片机对信 号转 换接口 输出 的信 号和电 压 隔 离 传 感 器 输出的信号进行测量和处理，并将结果显示在显示器上。

　　2 硬件设计

　　2.1 单片机及继电器驱动电路

　　单片机采用的 C8051 系列的 F021 型单片机[ 2 - 3]具有4 352 B 的内 部存储 器 ，8 路 12 bit A/D 转 换 器 ，32 个 I/O 接口和 5 个捕捉 / 比较模块 。 利用 8 路 12 bit A/D 转换器可以 对信 号转换 接口 和电 压隔离 传感 器 输 出 的 电 压信号进行测量。 利用 32 个 I/O 接口可以非常方便地经过继电器驱动电路对继电器组上的继电器进行控制。 利用单片机的捕捉/比较模块可准确地对传感器信号模拟电路输出信号的频率进行精确测量。

　　由于单 片机 的 32 个 I/O 接 口 输 出电 流不 能 直 接 驱 动 继 电 器 ， 所 以 在 单片 机 的 I/O 接 口 与 继 电 器 之 间 增 加 了继电器驱动电路。 该驱动电路由 2003A继电器驱动芯片构成。每片 2003A 包含7 个三极管 ， 可驱动 7 个继电器 。

　　2.2 显示驱动和按键检测电路

　　显 示 驱 动 和 按 键 检 测 电 路 采 用HD7279 芯片 。 该芯片具有通信接口 ， 可同时驱 动 8 位 共阴极 数码 管 ， 同 时 还可 连接 64 键 的 键 盘 矩 阵[ 4]。 单片机可以 将 要 显 示 的 数 据 发 送 给 HA7279 芯片，由 HA7279 芯片直 接驱 动数 码显 示器。一旦有按键按下，HA7279 芯片会产生 中 断 请 求 信 号 ， 单 片 机 通 过 接 收HA7279 芯片发送的数据 ， 即可知道按下的按键。