燃油测量系统试验器校准方法研究

陈悠扬 尹智超

关键词：燃油测量系统试验器 燃油测量系统试验器测试盒 标准电阻 LCR测试仪

1 引言

燃燃油测量系统试验器由模拟电容电路，液晶显示器，电源电路，单片机，各类芯片，面板开关转换接口电路，测试电缆等组成。通过面板开关转换，连接相应的电缆，可对燃油测控系统的全套产品进行系统检查。

燃油测量系统试验器主要用于飞机燃油测控系统，可对全套产品进行分组调零调满和总组调零调满操作，对燃油测控系统全部传感器进行原位空油电容测量，满油电容测量，以及对传感器进行故障检测。

燃油测量系统试验器的校准主要针对内部电容进行精度测量，燃油测量系统试验器的电容值测量最大允许误差要求为±读数×1.5%。

2 正文

2.1  研究背景

根据燃油测量系统试验器的结构和燃油测量系统试验器测量最大允许误差的要求，须对燃油测量系统试验器的5个不同档位的电容传感器进行测量，燃油测量系统试验器的电容值可通过设备的航空专用插座接口测量得到，结合设备的电路原理图可得对应的信号输出引脚。基于以上背景，开展了测量燃油测量系统试验器的校准方法研究。

2.1.1  并联电容调校法

根据传统的包含电容传感器的测试设备校准方法，可使用2对可调电容器转接进行校准，校准时为保障标准的电容精度，对每一档位的电容传感器进行校准前，都需将标准电容通过LCR测试仪调校，得到一个准确的电容值，再将标校过的标准电容接入燃油测量系统试验器，每一档位均要断开标准电容器，由LCR测试仪重新标校，重复接线操作五次，完成整个电容校准测试。

但燃油测量系统试验器的插座接口为航空专用插座，其插针结构紧密，插针标号微小，每次连接标准电容器都需仔细核对接入插针的插针号，接入时使用自制的插针接线，插针接错或两插针间触碰，都会使燃油测量系统试验器发生短路的故障，损坏设备。

针对燃油测量系统试验器校准过程繁琐、连接复杂、易出错的问题进行了燃油测量系统试验器测试盒的研制，以达到减少重复插拔接线带来的人为误操作，改进燃油系统测试设备校准方法，提高校准效率及质量的目的。

2.1.2  燃油测量系统试验器测试盒校准法

为解决上述问题，设计研制了采用多档位开关、并联固定电容的燃油测量系统试验器测试盒设计方式，使用档位开关切换档位，达到标准电容组固定且可切换的目的，无需重复拆接标准电容器，通过燃油测量系统试验器测试盒一次连接完成所有档位的标准电容校准。燃油测量系统试验器测试盒由盒体、面板、档位开关、航插接口、标准电容组、拨动开关、多层同轴联动档位开关、测试电缆组成。

标准电容组、拨动开关、多层同轴联动档位开关固定在盒体内，面板上设有档位开关开口、航插接口开口、拨动开关开口，拨动开关与盒体内两条电子线路连接，分别对应输出模式和计量模式，两条电子线路均与标准电容组相连，标准电容组包括七组标准电容，不同的标准电容分别与多层同轴联动档位开关的七个档位连接，多层同轴联动档位开关的与档位开关上的测试项目相对应，并通过档位开关调节选择不同的标准电容，选定的标准电容通过航插接口输出，并通过外接的测试电缆输出到被测的燃油测量系统试验器上。

2.2  燃油测量系统试验器的校准项目及校准方法

2.2.1  外观及一般电气机械性能的检查

各旋钮转动灵活，开关接触可靠，刻度清晰，无影响仪器正常读数的机械损伤。

2.2.2  电容传感器的校准

将电容测试盒右上角开关置于“计量”位置，使用“US-35D计量电缆1”测量燃油测量系统试验器测试盒各档位电容值，计量电缆1一端接燃油测量系统试验器测试盒“X1”插座的1、2脚，另一端接精密电容测量仪，屏蔽层连接壳体，记录各档位输出电容值记为X1。

误差按公式（1）计算，最大允许误差为±读书×3%。

△=X-X1 （1）

式中：

X ——测试盒的标准电容值。

X1 ——测试盒的实测电容值。

使用“US-35D计量电缆2”，将燃油测量系统试验器“测传检查”接口与燃油测量系统试验器测试盒“X1”插座连接，使用“US-35D地面电源电缆”连接地面DC28.5V电源为试验器供电，红色接线叉接28V，黑色接GND。将试验器功能面板的“功能选择”旋钮置于“测传”档位，将“测传/油箱选择”旋钮置于“传1/左Ⅰ”档位，将“模拟传感器电容输出”选择置于“输出”位置。读取燃油测量系统试验器上显示的各档位的电容值记为X0 ，误差按公式（2）计算，最大允许误差要求为±读数×1.5%。

△=X0-X1 （2）

式中：

X0 ——燃油测量系统试验器显示的电容值。

X1 ——燃油测量系统试验器测试盒实测电容值。

3 结论（结束语）和建议

通过研究燃油测量系统试验器内部结构和原理，研制了燃油测量系统试验器测试盒，实现了无需重复拆接标准电容器，通过档位开关的切换，一次完成所有档位的标准电容传感器的校准，避免校准时因接线复杂导致的人為误操作;将标准电容组焊接、封装在燃油测量系统试验器测试盒内部，隔绝了外界的电子干扰及接线屏蔽的问题;改进了原有的电容传感器类测试设备的校准方法，解决了使用可调电阻器进行校准导致的重复调整、重复接线，耗时耗力等问题。

本文分析了校准过程中存在的问题及缺陷，通过探索校准新方法及防差错方法，制作了辅助测量的燃油测量系统试验器测试盒，提高了技术研究能力。提出一种改进后的快速安全的燃油测量系统试验器校准方法，提高了校准效率和校准质量，为此类包含电容传感器类的测试设备提供一种新的校准思路。