一种过载启动装置的制作方法

本发明属于信号处理，特别是一种过载启动装置，可用于飞行器过载报警和应急系统启动。

背景技术：

1、飞行器的安全是飞行器载飞行过程中最重要的因素，而飞行器的振动所带来的加速度对飞行器的飞行安全有着关键的影响。为确保飞行器的飞行安全，当前的飞行器的加速度通过过载启动装置对飞行器的过载情况实施监测，当发生过载时，系统会输出过载触发过载启动装置给飞行器的应急系统。

2、现有技术提出了通过采集加速度的信号，计算加速度，进行过载判断并输出，以测出飞行器飞行过程中的加速度并触发过载启动装置。

3、申请号为201911045822.0的专利文献公开了一种“一种大容量数据自记录的飞机应急救生定位过载启动装置”，其通过单独的三轴过载传感器，采集加速度数据后，监控飞机三轴六向过载，通过两个余度控制板实现二余度控制监控技术，启动输出信号的控制和输出。同时实时记录飞机飞行全程的过载数据，为飞机飞行以及事后过载数据分析提供重要依据。

4、申请号为202111316305.x的专利文献公开了一种“一种直升机过载启动装置及自动判别方法”，其通过三轴向过载传感器，感知直升机的轴向瞬态加速度，通过控制模块识别直升机初始加速度状态，并计算所述直升机的轴向加速度变量，根据模块加速度变量的值来控制触发模块的开启和关闭。

5、上述现有技术由于均未考虑温度补偿对系统稳定性的影响，导致准确率低，且有可能采集到异常数据，导致可靠性不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种过载启动装置，以通过对温度进行补偿，提高数据有效准确率，避免对异常数据的采集，提升过载触发系统可靠性。

2、实现本发明目的技术思路是：通过设计三组独立电路，分别进行3个轴向加速度的采集和处理,当3路通道中有两路或者三路信号过载触发时，系统会自动输出启动过载信号，满足现代飞行器飞行过程中加速度过载报警和输出可靠的过载启动信号的要求。

3、根据上述思路，本发明的过载启动装置，包括上盖、电路板、底座支架和航插接口，电路板固定在底座支架上，上盖与底座支架紧固，航插接口4固定在底座支架上并与电路板连接，电路板上集成有mems加速度计1、信号处理模块2和供电单元3，其特征在于：

4、所述信号处理模块，分为三路，每一路包括：微处理单元、信号采集单元、信号滤波单元、温度补偿单元、存储单元、判断单元和串口通信单元；该信号采集单元采集mems加速度计1发送的加速度信号，传输给微处理单元以及信号滤波单元分别进行有效性判断和滤波后，输出给温度补偿单元进行温度补偿，补偿后的数据被传输到存储单元；

5、三路处理后的信号输入判断单元进行判断，在有两路或三路信号达到启动阈值和脉宽的情况下，通过串口通信单元向上位机传输过载启动信号。

6、进一步，所述温度补偿单元用于补偿温度对采集到的加速度数据的影响，根据温度传感器采集到的温度值，计算当前温度的加速度参数，并对加速度数据进行补偿运算，补偿后的加速度信号被传输到存储单元以及判断单元中。

7、进一步，所述存储单元，采用spi接口的flash芯片，用于对温度补偿单元产生的温度补偿后加速度信号进行存储，同时通过串口通信单元连接usb接口进行数据下载。

8、进一步，所述判断单元通过硬件电路以及arm实现三路信号的触发判断，其中两路或三路加速度信号达到启动阈值并且测算脉宽时间超过启动脉宽条件时，判断单元会通过串口通信单元向上位机传输过载启动信号。

9、进一步，所述串口通信单元，其与判断单元，存储单元以及航插接口4连接，通过微处理器芯片arm实现两路rs422接口协议，向外输出过载启动信号。

10、进一步，所述供电单元3，包括稳压二极管、电压滤波器、电压转换芯片和线性稳压源，外部输入17v至30v直流电源，经过稳压二极管到电压滤波器，再经过电压转换芯片和线性稳压源，将内部电路电压降至5v以及3.3v。

11、进一步，所述供电单元3输入端与航插接口4连接，输出端分别与mems加速度计1和信号处理模块2连接，用于为其各个单元提供稳定的工作电压，并通过航插接口4连接至外部17v至30v直流电源。

12、进一步，所述航插接口4分别与串口通信单元和供电单元3连接，用于对外通信和输入电源。

13、本发明与现有技术相比，具有如下优点：

14、其一，本发明由于在三组信号处理过程中均增加了温度补偿单元，故可使测量的加速度值更加准确。

15、其二，本发明由于在信号处理模块中设计了独立的3路测量三轴向加速度值，并分别进行有效性判断、滤波和温度补偿后输出给判断单元进行过载判断，在有两路或三路信号达到启动阈值并且测算脉宽时间超过启动脉宽条件时的情况下才会触发过载启动装置启动，通过串口通信单元向上位机传输过载启动信号，因而提高了输出信号的可靠性。

技术特征：

1.一种过载启动装置，包括上盖(5)、电路板(6)、底座支架(7)和航插接口(4)，电路板固定在底座支架上，上盖与底座支架紧固，航插接口固定在底座支架上并与电路板连接，电路板上集成有mems加速度计(1)、信号处理模块(2)和供电单元(3)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述温度补偿单元(24)用于补偿温度对采集到的加速度数据的影响，根据温度传感器采集到的温度值，计算当前温度的加速度参数，并对加速度数据进行补偿运算，补偿后的加速度信号被传输到存储单元(25)以及判断单元(26)中。

3.根据权利要求2所述的过载启动装置，其特征在于，温度补偿单元(24)根据温度传感器采集到的温度值计算当前温度值的补偿参数，是通过加速度计温度建模试验环境和试验方法，辨识出温度补偿参数计算模型，计算时代入温度值得到对应温度下包括零偏和标度因数的补偿参数。

4.根据权利要求2所述的过载启动装置，其特征在于，所述对加速度数据进行补偿运算，是按照如下模型函数进行计算：

5.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述存储单元(25)，采用spi接口的flash芯片，用于对温度补偿单元(24)产生的温度补偿后加速度信号进行存储，同时通过串口通信单元(27)连接usb接口进行数据下载。

6.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述判断单元(26)通过硬件电路以及arm实现三路信号的触发判断，其中两路或三路加速度信号达到启动阈值并且测算脉宽时间超过启动脉宽条件时，判断单元(26)会通过串口通信单元(27)向上位机传输过载启动信号。

7.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述串口通信单元(27)，其与判断单元(26)，存储单元(25)以及航插接口(4)连接，通过微处理器芯片arm实现两路rs422接口协议，向外输出过载启动信号。

8.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述供电单元(3)，包括稳压二极管、电压滤波器、电压转换芯片和线性稳压源，外部输入17v至30v直流电源，经过稳压二极管到电压滤波器，再经过电压转换芯片和线性稳压源，将内部电路电压降至5v以及3.3v。

9.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述供电单元(3)输入端与航插接口4连接，输出端分别与mems加速度计(1)和信号处理模块(2)连接，用于为其各个单元提供稳定的工作电压，并通过航插接口(4)连接至外部17v至30v直流电源。

10.根据权利要求1所述的过载启动装置，其特征在于，所述航插接口(4)分别与串口通信单元(27)和供电单元(3)连接，用于对外通信和输入电源。

技术总结本发明公开了一种过载启动装置，主要解决现有技术在测量加速度并进行过载判断时可靠性差的问题。其包括上盖、电路板、底座支架、底座和航插接口，电路板固定在安装支架上，上盖与底座支架紧固，航插接口固定在安装支架上并与电路板连接，电路板上集成有加速度计、信号处理模块和供电单元。其信号处理模块分为三路，每一路的信号采集单元采集加速度计发送的加速度信号，传输给微处理单元及信号滤波单元分别进行有效性判断和滤波后，输出给温度补偿单元进行温度补偿，三路补偿后的信号在有两路或三路信号达到启动阈值和脉宽的情况下，通过串口通信单元向上位机传输过载启动信号。本发明提高了数据准确性和可靠性，可用于飞行器过载报警和应急系统启动。技术研发人员：符渭波,陈甲子,张富强,吴欢,段妮娜,王虎,贾晓飞,雷亚龙受保护的技术使用者：陕西东方华通微波科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15