一种转速表校验电路及方法与流程

本发明涉及飞机转速表校验，具体涉及一种转速表校验电路及方法。

背景技术：

1、目前飞机转速表校验方式采用驱动电机转动，带动与转速表配套的转速传感器转动输出三相交流转速频率信号，送入转速表进行转速功能的指示，通过调节驱动电机的转速实现转速传感器转速频率的变化，从而实现转速表不同量程的测量校验。但这种方法存在多个缺点：a、转速表的指示精度受驱动电机转速精度和转速传感器输出转速信号精度影响；b、每次校验转速表时都需要安装一个转速传感器，操作繁琐；c、转速传感器输出电压幅度随转速变化而升变化，当存在个体差异时可能导致输出电压幅度过高超过转速表承受范围而损坏转速表。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种转速表校验电路及方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、第一方面，一种转速表校验电路，包括直流伺服电机、转速传感器，直流伺服电机连接转速传感器，转速传感器连接转速表，还包括：控制单元、晶振单元、数字波形发生放大电路、功率放大电路、频率检测电路、电压测量电路、电流测量电路和电机驱动单元；

4、控制单元的第一输入端和第二输入端分别与频率检测电路、电压测量电路和电流测量电路的输出端连接，控制单元的第一输出端和第二输出端分别与数字波形发生放大电路和功率放大电路的第一输入端连接；

5、晶振单元的第一输出端和第二输出端分别与控制单元的第三输入端和数字波形发生放大电路的第二输入端连接；

6、数字波形发生放大电路的输出端与功率放大电路的第二输入端连接；

7、功率放大电路的输出端与频率检测电路、电压测量电路、电流测量电路和转速表的输入端均连接；

8、电机驱动单元的输入端与控制单元连接，电机驱动单元的输出端连接直流伺服电机。

9、进一步地，还包括与控制单元和电机驱动单元连接的人机交互单元，所述人机交互单元采用触摸液晶屏，用于手动输入设置并显示转速表校验电路的参数；所述参数包括驱动电机的运行状态、设置转速、输出转速、相间电压和转速表指针。

10、进一步地，还包括为所述人机交互单元、控制单元、数字波形发生放大电路、电机驱动单元和转速表提供电源供给的电源单元；

11、所述电源单元包括供电电源、ac-dc电源模块、dc-dc电源模块和降压模块；所述供电电源为外部引入的220v±10%/50hz±5%电源，ac-dc电源模块为uhp-350-24开关电源，ac-dc电源模块用于将220vac电源转换为24vdc±10%电源输出，输出电流≤14a；所述dc-dc电源模块为tps54360开关电源，用于将输入的24v电源转换为+15vdc/1a和–15vdc/1a的电源输出；所述降压模块包括sy8303aic降压芯片及外围电路，将24v电源转换为3.3vdc/2a电源输出。

12、进一步地，所述数字波形发生放大电路包括第一波形发生器、第二波形发生器、第三波形发生器、第一整形滤波电路、第二整形滤波电路和第三整形滤波电路；

13、所述第一波形发生器连接所述数字波形发生放大电路的第一输入端和第二输入端，用于接收控制单元输出的波形、频率和相位设置值，以及晶振单元输出的稳定频率源，输出频率可调的0°相位正弦波信号，第一波形发生器的输出端连接所述第一整形滤波电路的输入端；

14、所述第二波形发生器连接所述数字波形发生放大电路的第一输入端和第二输入端，用于接收控制单元输出的波形、频率和相位设置值，以及晶振单元输出的稳定频率源，输出频率可调的120°相位正弦波信号，第二波形发生器的输出端连接所述第二整形滤波电路的输入端；

15、所述第三波形发生器连接所述数字波形发生放大电路的第一输入端和第二输入端，用于接收控制单元输出的波形、频率和相位设置值，以及晶振单元输出的稳定频率源，输出频率可调的240°相位正弦波信号，第三波形发生器的输出端连接所述第三整形滤波电路的输入端；

16、所述第一整形滤波电路、第二整形滤波电路和第三整形滤波电路的输出端均与数字波形发生放大电路的输出端连接，用于对正弦波信号进行整形和滤波。

17、进一步地，其特征在于：所述功率放大电路包括第一放大支路、第二放大支路和第三放大支路，用于根据控制单元输出的电压幅度值分别对频率可调的0°相位、120°相位和240°相位正弦波信号进行电压、功率可调的输出，滤波后输出频率电压功率可调的三相正弦电压作为转速表的模拟转速信号；

18、所述第一放大支路、第二放大支路和第三放大支路均包括依次连接的乘法数模转换器、功率放大器和隔离滤波保护电路，乘法数模转换器的第一输入端和第二输入端分别作为功率放大电路的第一输入端和第一输出端，隔离滤波保护电路的输出端作为功率放大电路的输出端。

19、进一步地，所述频率检测电路包括第一检测支路、第二检测支路和第三检测支路，用于分别对频率电压功率可调的0°相位、120°相位和240°相位正弦波信号的频率进行采样和整形；

20、第一检测支路、第二检测支路和第三检测支路均包括频率隔离采样模块和频率整形模块，频率隔离采样模块的输入端作为频率检测电路的输入端，频率整形模块的输出端作为频率检测电路的输出端；

21、频率隔离采样模块通过采用光耦隔离器对输入交流信号进行隔离，完成高压信号到低压信号的隔离转换，频率整形模块对隔离后的信号进行整形并输出。

22、进一步地，所述电压测量电路包括第一测量支路、第二测量支路和第三测量支路，用于分别对频率电压功率可调的0°相位、120°相位和240°相位正弦波信号的有效电压进行采样；

23、第一测量支路、第二测量支路和第三测量支路均包括电压隔离采样模块和模数转换模块，电压隔离采样模块的输入端作为电压测量电路的输入端，模数转换模块的输出端作为电压测量电路的输出端；

24、所述电压隔离采样模块通过采用电压传感器将交流电压信号转换为直流电压信号，模数转换模块通过采用12位ad采集芯片将模拟信号转为数字信号。

25、进一步地，所述电流测量电路包括第一采样支路、第二采样支路和第三采样支路，用于分别对频率电压功率可调的0°相位、120°相位和240°相位正弦波信号的有效电流进行采样；

26、第一采样支路、第二采样支路和第三采样支路均包括电流交流互感器、电流转换电路和采集电路，电流交流互感器的输入端作为电流测量电路的输入端，采集电路的输出端作为电流测量电路的输出端；

27、所述电流交流互感器用于将5a大电流转换为2.5ma小电流信号，电流转换电路用于将将小电流信号转换为电压信号，采集电路用于实现电压信号的数字转换。

28、进一步地，所述控制单元与所述数字波形发生放大电路、功率放大电路、频率检测电路、电压测量电路、电流测量电路之间通过串行总线进行数据传输。

29、第二方面，一种转速表校验方法，应用在第一方面任一项所述的转速表校验电路中，其特征在于，包括：

30、步骤1、电机驱动单元根据电机输出转速设置值驱动直流伺服电机，直流伺服电机通过联轴器与转速传感器连接，转速传感器采集直流伺服电机转速输出三相信号驱动转速表；

31、步骤2、数字波形发生放大电路根据晶振单元输出的稳定频率源产生任意频率的正弦波信号，根据控制单元输出的波形、频率、相位和电压幅度设置值产生3路两两之间的相位相差120°的且频率可调的正弦波信号；

32、步骤3、功率放大电路对3路正弦信号进行电压、功率的可调放大输出，为转速表提供校验时的模拟转速信号；

33、步骤4、控制单元根据频率检测电路、电压测量电路、电流测量电路输出的采样反馈信号完成模拟转速传感器输出信号的频率、交流相间电压和电流采集测量；

34、步骤5、将输出信号的频率和交流相间电压与对应预设值进行比较，若不符合设置，则按比例调节电压或频率，直到符合预设值；根据输出信号的电流判断电路是否短路或过流，在输出短路或过流时切断输出模拟转速信号。

35、本发明的有益效果是：

36、本发明通过控制单元、数字波形发生放大电路、功率放大电路、频率检测电路、电压测量电路、电流测量电路组成的闭环控制系统生成可变频率、电压幅度的三相功率波形输出模拟转速传感器的输出的转速信号提供给转速表，完成了转速表的校验。本发明消除了驱动电机精度与转速传感器输出精度对转速表测试精度带来影响，同时保证了因转速传感器的差异带来的安全隐患，还减轻了繁琐的操作步骤。