[发明专利]数字化机载燃油测控系统

说明书

本发明公开了一种数字化机载燃油测控系统，包括传感器信号处理电路、通信驱动电路、光电隔离电路和油量信号器，其特征在于：还包括单片机STM32，所述的单片机STM32电连接用于处理计算燃油温度、油量、耗量的传感器信号处理电路和用于与上位机通讯的通信驱动电路，所述的单片机STM32连接对输入输出数字量进行控制的可编程逻辑器CPLD，所述的可编程逻辑器CPLD通过光电隔离电路连接传输机载燃油的调零调满信号、油尽油满信号的油量信号器和传输燃油泵控制阀信号。由于基于STM32与CPLD相结合的控制架构，采用了数字电桥测量燃油的原理，所以体积小，开发简单，成本低、外围接口丰富。

技术领域

本发明涉及燃油测控系统，尤其涉及飞机的数字化机载燃油测控系统。

背景技术

燃油测控系统是飞机燃油系统的子系统，它的作用是提供燃油储量信息和发动机的燃油消耗量信息，是飞机的基础功能保障系统之一。由于飞机飞行过程中航姿变化引起的油量测量误差和波动较大，对油量测量的准确性要求高；特别是燃油测控系统的传感器、电缆、信号器都是装在油箱里面，而进入油箱维护非常困难，因此，对免维护的要求也非常高。经过半个多世纪的发展，尽管燃油测控系统的测量精度在不断提高，系统可靠性、维护性等性能在不断改进，但燃油测量系统的基本体系结构几乎没有任何改变，一般主要由油位测量传感器、密度测量传感器、燃油测量与处理任务计算机和油量显示等部分组成，基本工作过程为：首先由油位测量传感器测量出油箱中的油面高度，燃油测量与处理任务计算机利用油面高度、飞行姿势和存储在内部的油箱数学模型等信息，计算出对应的燃油体积，结合密度测量传感器所测得的燃油密度，得出油箱所载燃油质量，燃油测量与处理任务计算机将燃油质量通过数据总线传给座舱显示系统和飞行管理任务系统等。随着先进飞机控制技术的发展和燃油系统数字化管理的需要，机载数字化燃油测控系统成为发展的必然趋势，目前，机载数字化燃油测控系统主要采用的是DSP与FPGA相结合的控制架构，该架构的测量系统芯片价格较贵，同时系统体积较大；由于燃油测量方面涉及的算法比较简单，运用DSP来进行数据处理显得有些资源浪费，CPU外设接口电路比较复杂，同时DSP控制系统的外围接口不够丰富，系统的功能扩展主要依靠FPGA来实现，这样选择的FPGA芯片门数上升，带来系统成本的上升。

发明内容

本发明的目的是针对现有机载数字化燃油测控系统DSP与FPGA的控制架构在体积与成本方面的不足，提供一种体积小，成本低，外围接口丰富的数字化机载燃油测控系统。

为了实现上述目的本发明提供了一种数字化机载燃油测控系统。本发明的一种数字化机载燃油测控系统，包括传感器信号处理电路、通信驱动电路、光电隔离电路和油量信号器，其特征在于：还包括单片机STM32，所述的单片机STM32电连接用于处理计算燃油温度、油量、耗量的传感器信号处理电路和用于与上位机通讯的通信驱动电路，所述的单片机STM32 连接对输入输出数字量进行控制的可编程逻辑器CPLD，所述的可编程逻辑器CPLD通过光电隔离电路连接传输机载燃油的调零调满信号、油尽油满信号的油量信号器和传输燃油泵控制阀信号。

进一步，所述的传感器信号处理电路包括接收温度传感器信号的温度信号处理电路、接收油量传感器信号的油量传感器信号处理电路和接收耗量传感器信号的耗量传感器信号处理电路。

进一步，所述的通信驱动电路包括电连接单片机STM32的ARINC429驱动电路、RS232驱动电路和RS422驱动电路，以及控制器局域网CAN驱动电路，JTAG下载电路和USB通信驱动电路。

进一步，还包括电源转换电路，所述的电源转换电路将27V机上电源转换为系统需要的±15V与5V，通过二次电源转换电路将5V转换为可编程逻辑器CPLD需要的3.3V电源以及温度信号处理电路需要的4.5V稳压。

进一步，所述的单片机STM32与可编程逻辑器CPLD之间采用总线连接。

进一步，数据存储电路包括利用FSMC扩展外部SRAM与存储器FLASH。