某型飞机滑油系统滑油温度传感器逆向工程研究

龙源期刊网某型飞机滑油系统滑油温度传感器逆向工程研究作者：程正伟王芳来源：《科学家》2017年第14期摘要本文针对某型飞机滑油系统滑油温度传感器进行了逆向研究，对测试数据进行分析，获得被测对象的R-t特性曲线。通过比对具有类似R-t特性的Ni-Fe合金材料电阻，并在Ni-Fe合金电阻电路中串接高精度定值金属电阻以补偿和修正整个传感器的R-t特性曲线，最终获得与被测对象完全一致的R-t特性曲线。相关的试验与数据分析表明，通过定值金属电阻对温度传感器特性曲线的补偿与修正，结合设计合理的封装和结构，可以获得与被测温度传感器性能一致的产品。关键词滑油温度传感器；Ni-Fe合金电阻；R-t特性曲线中图分类号V2文献标识码A文章编号2095-6363（2017）14-0009-01飞机发动机滑油系统的功能是在发动机连续工作状态下，将足够数量的清洁滑油输送到发动机各转动部件，带走摩擦产生的热量和杂物。目前，对大量由齿轮、轴承、传动轴等机械旋转部件组成的发动机子系统的健康状态管理主要采用滑油监视的方法。利用滑油系统的工作参数来监测滑油本身的理化性能以及发动机中所有接触滑油的零部件的健康状况，从而提供发动机健康状态的相关信息[1-2]。其中滑油温度传感器提供的滑油温度参数是监控发动机健康状态的重要参数之一。由于该滑油温度传感器（尤其是军用），处于国外限购或封锁状态，进货渠道单一，价格高昂，给装备飞机的维修和保养带来极大不便，在关键时刻可能产生极大的被动。因此，有必要对某型滑油温度传感器进行逆向研制。1滑油温度传感器的工作原理、主要结构及特性1.1工作原理温度类传感器的种类主要有热电偶、热敏电阻、热辐射、光纤、石英等几类。通过对某型温度传感器解剖与测试，发现该传感器属于热敏电阻类温度传感器，其工作原理如图1所示[3]，热敏电阻（PTC）的阻值会随着被测介质温度的升高而升高，阻值的升高会引起末端电路龙源期刊网中电压或电流的变化。经过信号采集处理模块对电压或电流信号变化量的计算可以获得对应的温度值[4]。1.2主要结构及特性该型温度传感器主要由封装外壳、热敏电阻、电连接器等组成。主体结构比较简单，其发挥正常测温作用需末端阻值测量电路供电，再对其输出的阻值信号进行相应的处理后，方可提供给发动机健康状态监控系统。该型传感器主要性能指标如下：1）工作电压：15VDC～30VDC；2）使用温度范围：-50℃～+70℃；3）工作温度范围：-50℃～+150℃；4）R-t特性：符合MIL-T-7990B。通过实验测试其R-t特性数据如表1所示。由表1可知被测电阻0℃时的标称阻值为90.38Ω，对表1中的数据进行分析处理得到R-t特性曲线（如图2所示）。通过其R-t特性曲线可以看出其趋势基本呈线性，符合MIL-T-7990B标准。2滑油温度传感器电阻材料选择通过对该型传感器的结构解剖和R-t特性数据测试与分析，可知Ni-Fe合金类材料的R-t特性曲线与该型温度传感器的特性曲线较为接近，如图3所示。通过多次实验测试与数值分析，在Ni-Fe合金电阻电路中串接1只高精度定值金属电阻，即可对整个传感器的R-t特性曲线进行补偿与修正。通过试验与分析确定Ni-Fe合金电阻与定值金属电阻的阻值：在0℃条件下，Ni-Fe合金电阻阻值取75Ω，定值金属电阻阻值取15.38Ω时，即可得全温度段与被测温度传感器阻值与温度相匹配的特性曲线，如图4所示。通过图4拟合曲线可知，通过定值金属电阻对整个传感器的R-t特性曲线的补偿与修正，其与被测样品的R-t特性曲线高度拟合。3结论通过以上试验与数据分析表明，通过定值金属电阻对温度传感器特性曲线的补偿与修正，结合设计合理的封装和结构，可以获得与被测温度传感器性能一致的产品。该研究结果与方法也可在类似产品的逆向研制或进一步的性能提升研究中应用。参考文献龙源期刊网[1]沈燕良，王建平，曹克强.飞机滑油系统故障分析[J].润滑与密封，2004（3）：101-103.[2]杨柳，谢致清，王君，等.飞机滑油温度自动调节技术研究[J].科技传播，2014（21）：89-90.[3]杨挺.浅谈温度传感器的种类和工作特性[J].航空兵器，1997（2）：42-44.[4]邱晓波，单东升，杜峰.热敏电阻温度测量的对数优化曲线拟合法[J].仪表技术与传感器，2008（6）：91-92.龙源期刊网