一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置製造方法
2023-06-09 09:50:01 2
一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置,包括FPGA、繼電器控制電路、報警電路、電源電路、信號調理電路、AD採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路、加熱裝置；其中FPGA分別與繼電器控制電路、報警電路、電源電路、AD採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路加熱裝置相連；所述AD採樣電路還與信號調理電路相連；本發明根據需要循環監測各部位的溫度狀況，以便能夠及早測出機身可能出現的結冰低溫並向系統發出報警信號使飛機及時飛離結冰區域或開啟除冰設計，從而達到保障飛行安全的目的。
【專利說明】—種基於信號調理電路的檢測破冰裝置
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，屬於信號處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]21世紀前十年世界各國都在大力發展各種用途的無人飛行器，目前，世界上32個國家已研製出了 50多種無人機，有55個國家裝備了無人機。無人機成為本世紀武器裝備發展中的最大亮點。據報導，1993-2005年間，北約國家無人戰鬥兵器總數增加了 1.7倍，2006年前，這一數量將達到11萬架。美國、北約其他國家、以色列、南非都非常重視無人偵察機和多用途無人機的研製和生產。
無人機可裝配製導系統、機載雷達系統、傳感器、攝像機等設備，用途廣泛。2006年前，北約駐歐洲聯合部隊將大量裝備各型無人機，僅中歐戰區無人機數量就可達到6萬架，其中約60%將是小型無人機。
美國和北約正在前景計劃框架內研製多用途無人機，根據機載設備裝配情況的不同，分別執行空中偵察、無線電電子戰、打擊敵軍縱深配置重要目標等任務。在新型無人機的研製中，特別重視造價相對廉價的小型多用途無人機的研製，如美國的「阿奎拉"、義大利的「奎宿九星」等，這些無人機能在執行偵察任務的同時，完成攻擊任務，自動攻擊被發現的目標。在北約聯合部隊裝備用於壓制敵方防空系統的前景無人機後，可解放20%的有人駕駛飛機，能在中歐戰區空中戰役實施過程中遂行壓制和火力摧毀地面目標的任務。
[0003]目前無人飛行器主要飛行於大氣對流層和平流層低層區間。該區間大氣溫度變化複雜，大氣環境的溫度過低或過高都將直接影響無人飛行器控制系統的正常工作。由於無人飛行器機身需要檢測溫度的部位較多，監測目標比較分散，使用單一結構的溫度傳感器或結冰探測儀表難以實時、全面地掌握整個機身表而溫度狀況，無人飛行器高空飛行時機翼前緣等關鍵部位出現的結冰問題，影響其使用。
[0004]專利號為⑶1547041八，專利名稱為一種雙增益多道脈衝幅度分析的方法，該專利針對現有技術中的信號精度和信號幹擾進行了改進，但是該專利改進的效果並不是非常的大，且系統的穩定性並沒有得到很大改善，仍存在一定的問題。
[0005]專利號為⑶20370536即，專利名稱為液體安檢儀多道脈衝幅度分析器，該專利指出了現有技術的現有技術為了追求道數而增加了硬體電路的複雜度，從而導致一味的追求性能而導致並不實用的問題，該專利對該問題進行了相應的改善，但是該分析器的穩定性沒有改進，其硬體結構決定了該專利的處理速度和效率不夠高。
[0006]同時，現有技術中常用的信號調理電路普遍存在結構複雜，功耗較大的問題，需要進一步改進。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是:針對現有技術的缺陷，提供一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，因此，本設計結合已有的民用多路測溫技術，該系統可在無人飛行器飛行過程中，根據需要循環監測各部位的溫度狀況，以便能夠及早測出機身可能出現的結冰低溫並向系統發出報警信號使飛機及時飛離結冰區域或開啟除冰設計，從而達到保障飛行安全的目的。
[0008]本發明為解決上述技術問題採用以下技術方案:
一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，包括？?(仏、繼電器控制電路、報警電路、電源電路、信號調理電路、仙採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路、加熱裝置；
其中？？以分別與繼電器控制電路、報警電路、電源電路、仙採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路加熱裝置相連；
所述仙採樣電路還與信號調理電路相連；
電源電路通過為各個模塊供電，信號調理電路將採集的電壓信號發送給仙採樣電路，仙採樣電路將模擬信號轉換為數位訊號後送給？？以進行處理，？？以將處理後的數據發送給顯示器顯示，並與鍵盤接口電路設定的閾值進行對比，如果超出設定的閾值，？？以啟動報警電路進行報警，同時啟動繼電器控制電路，啟動加熱裝置；
所述信號調理電路包括第一至第八電阻和比較器，其中，第一電阻的一端和第二電阻的一端相連並接地，第一電阻的另一端分別和第三電阻的一端、第五電阻的一端相連，第三電阻的另一端和第四電阻的一端相連，第四電阻的另一端分別和第二電阻的另一端、第六電阻的一端相連，第五電阻的另一端分別和第八電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第六電阻的一端分別和第七電阻的一端、比較器的負輸入端相連接，第八電阻的另一端分別和第七電阻的另一端、比較器的輸出端相連接。
[0009]作為本發明的進一步優化方案，還包括放大器，所述信號調理電路通過放大器與八0採樣電路相連，信號調理電路將採集的電壓信號經過放大器放大後發送給仙採樣電路。
[0010]作為本發明的進一步優化方案，所述信號調理電路採用鉬電阻傳感器。
[0011]作為本發明的進一步優化方案，所述？?以的晶片型號為2？3040。
[0012]作為本發明的進一步優化方案，仙採樣電路的轉換過程和數據採集過程通過⑶和串行時鐘30^進行控制，輸入信號在⑶的下降沿進行採樣。
[0013]本發明採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:本發明利用？？以並結合鉬電阻傳感器實現對無人機各部分尤其是機翼前緣等關鍵部位的溫度巡檢，當出現結冰現象時採用加熱方式主動融冰；實測結果表明本方案所設計的無人飛行器溫度巡檢裝置檢測速度快，精度高，控溫準確，有效解決了無人飛行器高空飛行時的結冰問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的電路模塊連接示意圖。
[0015]圖2是本發明中，信號調理電路的電路圖，
其中:町至狀分別為第一至第八電阻，[為比較器。
【具體實施方式】
[0016]下面詳細描述本發明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0017]本【技術領域】技術人員可以理解的是，本發明中涉及到的相關模塊及其實現的功能是在改進後的硬體及其構成的裝置、器件或系統上搭載現有技術中常規的計算機軟體程序或有關協議就可實現，並非是對現有技術中的計算機軟體程序或有關協議進行改進。例如，改進後的計算機硬體系統依然可以通過裝載現有的軟體作業系統來實現該硬體系統的特定功能。因此，可以理解的是，本發明的創新之處在於對現有技術中硬體模塊的改進及其連接組合關係，而非僅僅是對硬體模塊中為實現有關功能而搭載的軟體或協議的改進。
[0018]本【技術領域】技術人員可以理解的是，本發明中提到的相關模塊是用於執行本申請中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項或多項的硬體設備。所述硬體設備可以為所需的目的而專門設計和製造，或者也可以採用通用計算機中的已知設備或已知的其他硬體設備。所述通用計算機有存儲在其內的程序選擇性地激活或重構。
[0019]本【技術領域】技術人員可以理解，除非特意聲明，這裡使用的單數形式「一」、「一個」、「所述」和「該」也可包括複數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭「包括」是指存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是並不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被「連接」或「耦接」到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這裡使用的「連接」或「耦接」可以包括無線連接或耦接。這裡使用的措辭「和/或」包括一個或更多個相關聯的列出項的任一單元和全部組合。
[0020]本【技術領域】技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
[0021]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發明的電路模塊連接示意圖如圖1所示，包括？?以、繼電器控制電路、報警電路、電源電路、信號調理電路、仙採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路、加熱裝置；
其中？？以分別與繼電器控制電路、報警電路、電源電路、仙採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路加熱裝置相連；
所述仙採樣電路還與信號調理電路相連；
電源電路通過為各個模塊供電，信號調理電路將採集的電壓信號發送給仙採樣電路，仙採樣電路將模擬信號轉換為數位訊號後送給？？以進行處理，？？以將處理後的數據發送給顯示器顯示，並與鍵盤接口電路設定的閾值進行對比，如果超出設定的閾值，？？以啟動報警電路進行報警，同時啟動繼電器控制電路，啟動加熱裝置。
[0022]本發明中，信號調理電路的電路圖如圖2所示，所述信號調理電路包括第一至第八電阻和比較器，其中，第一電阻的一端和第二電阻的一端相連並接地，第一電阻的另一端分別和第三電阻的一端、第五電阻的一端相連，第三電阻的另一端和第四電阻的一端相連，第四電阻的另一端分別和第二電阻的另一端、第六電阻的一端相連，第五電阻的另一端分別和第八電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第六電阻的一端分別和第七電阻的一端、比較器的負輸入端相連接，第八電阻的另一端分別和第七電阻的另一端、比較器的輸出端相連接。
[0023]作為本發明的進一步優化方案，還包括放大器，所述信號調理電路通過放大器與八0採樣電路相連，信號調理電路將採集的電壓信號經過放大器放大後發送給仙採樣電路。
[0024]作為本發明的進一步優化方案，所述信號調理電路採用鉬電阻傳感器。鉬電阻傳感器採用鉬電阻傳感器？了100，該傳感器的探頭產生的信號非常微弱，很容易受到噪聲幹擾，所以放大電路選擇單運放構成的儀表放大器。儀表放大器擁有差分式結構，對共模噪聲有很強的抑制作用，同時擁有較高的輸入阻抗和較小的輸出阻抗，非常適合對微弱信號的放大。
[0025]作為本發明的進一步優化方案，所述？？以的晶片型號為
[0026]作為本發明的進一步優化方案，系統選用仙7476作為採樣晶片。該晶片是12位低功耗逐次逼近型八IX:，採用單電源工作，電源電壓為2.35乂至5.25乂，最高吞吐速率可達113？3，完全滿足本系統的採樣精度和速度的要求。該晶片內置一個低噪聲、寬帶寬採樣保持放大器，可處理6冊以上的輸入頻率。
[0027]仙轉換過程和數據採集過程通過⑶和串行時鐘30^進行控制，從而為器件與？？以接口創造了條件。輸入信號在(:3的下降沿進行採樣，而轉換同時在此處啟動，轉換速率取決於311(的時鐘頻率。
[0028]本發明所設計的無人飛行器溫度巡檢裝置利用？？以快速性、可並行性、延時固定性等特點，能夠快速，準確的檢測無人機的各部件溫度。通過實驗驗證，系統的最大誤差不超過0.01度，完全滿足無人飛行器對溫度採集的要求。
[0029]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質，在本發明的精神和原則之內，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，其特徵在於:包括FPGA、繼電器控制電路、報警電路、電源電路、信號調理電路、AD採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路、加熱裝置； 其中FPGA分別與繼電器控制電路、報警電路、電源電路、AD採樣電路、顯示器、顯示控制電路、鍵盤接口電路、狀態燈指示電路加熱裝置相連； 所述AD採樣電路還與信號調理電路相連； 電源電路通過FPGA為各個模塊供電，信號調理電路將採集的電壓信號發送給AD採樣電路，AD採樣電路將模擬信號轉換為數位訊號後送給FPGA進行處理，FPGA將處理後的數據發送給顯示器顯示，並與鍵盤接口電路設定的閾值進行對比，如果超出設定的閾值，FPGA啟動報警電路進行報警，同時啟動繼電器控制電路，啟動加熱裝置； 所述信號調理電路包括第一至第八電阻和比較器，其中，第一電阻的一端和第二電阻的一端相連並接地，第一電阻的另一端分別和第三電阻的一端、第五電阻的一端相連，第三電阻的另一端和第四電阻的一端相連，第四電阻的另一端分別和第二電阻的另一端、第六電阻的一端相連，第五電阻的另一端分別和第八電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第六電阻的一端分別和第七電阻的一端、比較器的負輸入端相連接，第八電阻的另一端分別和第七電阻的另一端、比較器的輸出端相連接。
2.如權利要求1所述的一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，其特徵在於:還包括放大器，所述信號調理電路通過放大器與AD採樣電路相連，信號調理電路將採集的電壓信號經過放大器放大後發送給AD採樣電路。
3.如權利要求1所述的一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，其特徵在於:所述信號調理電路採用鉬電阻傳感器。
4.如權利要求3所述的一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，其特徵在於:所述FPGA的晶片型號為EP3C40。
5.如權利要求1所述的一種基於信號調理電路的檢測破冰裝置，其特徵在於:AD採樣電路的轉換過程和數據採集過程通過CS和串行時鐘SCLK進行控制，輸入信號在CS的下降沿進行採樣。
【文檔編號】B64D15/20GK104443397SQ201410574457
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】徐花, 張靜雅 申請人:蘇州德魯森自動化系統有限公司