飛機(jī)發(fā)動機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子或螺旋槳，雖然經(jīng)過嚴(yán)格平衡調(diào)整，在轉(zhuǎn)動中依然存在著或大或小的振動現(xiàn)象，不但會使發(fā)動機(jī)的能量消耗增加，還會使零件疲勞損傷、軸承加速磨損、發(fā)動機(jī)壽命縮短［1］。因此，近代飛機(jī)上都裝有發(fā)動機(jī)振動儀用于測量發(fā)動機(jī)的振動速度或加速度。
　　在購買某型號俄制飛機(jī)時(shí)，隨機(jī)配備有發(fā)動機(jī)振動儀試驗(yàn)器 ，但由于年久失修，已經(jīng)無法對發(fā)動機(jī)振動儀性能進(jìn)行測試，而目前國內(nèi)又沒有替代產(chǎn)品，所以只能憑經(jīng)驗(yàn)判斷發(fā)動機(jī)振動儀工作是否正常，給飛行帶來了安全隱患。本文提出一種可對該發(fā)動機(jī)振動儀性能進(jìn)行精確測試的試驗(yàn)器，功能可以完全替代俄制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)動機(jī)振動儀的正常維護(hù)。
　　1 試驗(yàn)器的組成及基本工作原理
　　發(fā)動機(jī)振動儀試驗(yàn)器由單片機(jī)、開關(guān)電源、電壓隔離傳感器、傳感器信號模擬電路、繼電器驅(qū)動電路、顯示驅(qū)動和按鍵檢測電路、顯示器和按鍵以及信號轉(zhuǎn)換接口組成，如圖1所示。
　　
　　單片機(jī)通過按鍵檢測電路獲取按鍵的狀態(tài)，得到操作者的意圖。經(jīng)過繼電器驅(qū)動電路控制繼電器組中相應(yīng)的繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將傳感器信號模擬電路產(chǎn)生的信號、115 V 400 Hz交流電源和27 V直流電源加到發(fā)動機(jī)振動儀上，將振動儀輸出的信號接到信號轉(zhuǎn)換接口。單片機(jī)對信號轉(zhuǎn)換接口輸出的信號和電壓隔離傳感器輸出的信號進(jìn)行測量和處理，并將結(jié)果顯示在顯示器上。
　　2 硬件設(shè)計(jì)
　　2.1 單片機(jī)及繼電器驅(qū)動電路
　　單片機(jī)采用的C8051系列的F021型單片機(jī)［2-3］具有4 352 B的內(nèi)部存儲器，8路12 bit A/D轉(zhuǎn)換器，32個(gè)I/O接口和5個(gè)捕捉/比較模塊。利用8路12 bit A/D轉(zhuǎn)換器可以對信號轉(zhuǎn)換接口和電壓隔離傳感器輸出的電壓信號進(jìn)行測量。利用32個(gè)I/O接口可以非常方便地經(jīng)過繼電器驅(qū)動電路對繼電器組上的繼電器進(jìn)行控制。利用單片機(jī)的捕捉/比較模塊可準(zhǔn)確地對傳感器信號模擬電路輸出信號的頻率進(jìn)行精確測量。
　　由于單片機(jī)的32個(gè)I/O接口輸出電流不能直接驅(qū)動繼電器，所以在單片機(jī)的I/O接口與繼電器之間增加了繼電器驅(qū)動電路。該驅(qū)動電路由2003A繼電器驅(qū)動芯片構(gòu)成。每片2003A包含7個(gè)三極管，可驅(qū)動7個(gè)繼電器。
　　2.2 顯示驅(qū)動和按鍵檢測電路
　　顯示驅(qū)動和按鍵檢測電路采用HD7279芯片。該芯片具有通信接口，可同時(shí)驅(qū)動8位共陰極數(shù)碼管，同時(shí)還可連接64鍵的鍵盤矩陣［4］。單片機(jī)可以將要顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送給HA7279芯片，由HA7279芯片直接驅(qū)動數(shù)碼顯示器。一旦有按鍵按下，HA7279芯片會產(chǎn)生中斷請求信號，單片機(jī)通過接收HA7279芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)，即可知道按下的按鍵。