某型飛機(jī)滑油系統(tǒng)滑油溫度傳感器逆向工程研究

程正偉+王芳

摘 要 本文針對某型飛機(jī)滑油系統(tǒng)滑油溫度傳感器進(jìn)行了逆向研究，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得被測對象的R-t特性曲線。通過比對具有類似R-t特性的Ni-Fe合金材料電阻，并在Ni-Fe合金電阻電路中串接高精度定值金屬電阻以補(bǔ)償和修正整個傳感器的R-t特性曲線，最終獲得與被測對象完全一致的R-t特性曲線。相關(guān)的試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析表明，通過定值金屬電阻對溫度傳感器特性曲線的補(bǔ)償與修正，結(jié)合設(shè)計合理的封裝和結(jié)構(gòu)，可以獲得與被測溫度傳感器性能一致的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞 滑油溫度傳感器；Ni-Fe合金電阻；R-t特性曲線

中圖分類號 V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）14-0009-01

飛機(jī)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)的功能是在發(fā)動機(jī)連續(xù)工作狀態(tài)下，將足夠數(shù)量的清潔滑油輸送到發(fā)動機(jī)各轉(zhuǎn)動部件，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量和雜物。目前，對大量由齒輪、軸承、傳動軸等機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件組成的發(fā)動機(jī)子系統(tǒng)的健康狀態(tài)管理主要采用滑油監(jiān)視的方法。利用滑油系統(tǒng)的工作參數(shù)來監(jiān)測滑油本身的理化性能以及發(fā)動機(jī)中所有接觸滑油的零部件的健康狀況，從而提供發(fā)動機(jī)健康狀態(tài)的相關(guān)

信息[1-2]。

其中滑油溫度傳感器提供的滑油溫度參數(shù)是監(jiān)控發(fā)動機(jī)健康狀態(tài)的重要參數(shù)之一。由于該滑油溫度傳感器（尤其是軍用），處于國外限購或封鎖狀態(tài)，進(jìn)貨渠道單一，價格高昂，給裝備飛機(jī)的維修和保養(yǎng)帶來極大不便，在關(guān)鍵時刻可能產(chǎn)生極大的被動。因此，有必要對某型滑油溫度傳感器進(jìn)行逆向

研制。

1 滑油溫度傳感器的工作原理、主要結(jié)構(gòu)及特性

1.1 工作原理

溫度類傳感器的種類主要有熱電偶、熱敏電阻、熱輻射、光纖、石英等幾類。通過對某型溫度傳感器解剖與測試，發(fā)現(xiàn)該傳感器屬于熱敏電阻類溫度傳感器，其工作原理如圖1所示[3]，熱敏電阻（PTC）的阻值會隨著被測介質(zhì)溫度的升高而升高，阻值的升高會引起末端電路中電壓或電流的變化。經(jīng)過信號采集處理模塊對電壓或電流信號變化量的計算可以獲得對應(yīng)的溫

度值[4]。

1.2 主要結(jié)構(gòu)及特性

該型溫度傳感器主要由封裝外殼、熱敏電阻、電連接器等組成。主體結(jié)構(gòu)比較簡單，其發(fā)揮正常測溫作用需末端阻值測量電路供電，再對其輸出的阻值信號進(jìn)行相應(yīng)的處理后，方可提供給發(fā)動機(jī)健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

該型傳感器主要性能指標(biāo)如下：1）工作電壓：15VDC～30VDC；2）使用溫度范圍：-50℃～+70℃；3）工作溫度范圍：-50℃～+150℃；4）R-t特性：符合MIL-T-7990B。

通過實(shí)驗(yàn)測試其R-t特性數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可知被測電阻0℃時的標(biāo)稱阻值為90.38Ω，對表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得到R-t特性曲線（如圖2所示）。

通過其R-t特性曲線可以看出其趨勢基本呈線性，符合MIL-T-7990B標(biāo)準(zhǔn)。

2 滑油溫度傳感器電阻材料選擇

通過對該型傳感器的結(jié)構(gòu)解剖和R-t特性數(shù)據(jù)測試與分析，可知Ni-Fe合金類材料的R-t特性曲線與該型溫度傳感器的特性曲線較為接近，如圖3所示。

通過多次實(shí)驗(yàn)測試與數(shù)值分析，在Ni-Fe合金電阻電路中串接1只高精度定值金屬電阻，即可對整個傳感器的R-t特性曲線進(jìn)行補(bǔ)償與修正。通過試驗(yàn)與分析確定Ni-Fe合金電阻與定值金屬電阻的阻值：在0℃條件下，Ni-Fe合金電阻阻值取75Ω，定值金屬電阻阻值取15.38Ω時，即可得全溫度段與被測溫度傳感器阻值與溫度相匹配的特性曲線，如圖4所示。

通過圖4擬合曲線可知，通過定值金屬電阻對整個傳感器的R-t特性曲線的補(bǔ)償與修正，其與被測樣品的R-t特性曲線高度擬合。

3 結(jié)論

通過以上試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析表明，通過定值金屬電阻對溫度傳感器特性曲線的補(bǔ)償與修正，結(jié)合設(shè)計合理的封裝和結(jié)構(gòu)，可以獲得與被測溫度傳感器性能一致的產(chǎn)品。該研究結(jié)果與方法也可在類似產(chǎn)品的逆向研制或進(jìn)一步的性能提升研究中應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊柳，謝致清，王君，等.飛機(jī)滑油溫度自動調(diào)節(jié)技術(shù)研究[J].科技傳播，2014（21）：89-90.

[3]楊挺.淺談溫度傳感器的種類和工作特性[J].航空兵器，1997（2）：42-44.

[4]邱曉波，單東升，杜峰.熱敏電阻溫度測量的對數(shù)優(yōu)化曲線擬合法[J].儀表技術(shù)與傳感器，2008（6）：91-92.