某型飛機滑油系統滑油溫度傳感器逆向工程研究

程正偉+王芳

摘 要 本文針對某型飛機滑油系統滑油溫度傳感器進行了逆向研究，對測試數據進行分析，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。相關的試驗與數據分析表明，通過定值金屬電阻對溫度傳感器特性曲線的補償與修正，結合設計合理的封裝和結構，可以獲得與被測溫度傳感器性能一致的產品。

關鍵詞 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 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）14-0009-01

飛機發動機滑油系統的功能是在發動機連續工作狀態下，將足夠數量的清潔滑油輸送到發動機各轉動部件，帶走摩擦產生的熱量和雜物。目前，對大量由齒輪、軸承、傳動軸等機械旋轉部件組成的發動機子系統的健康狀態管理主要采用滑油監視的方法。利用滑油系統的工作參數來監測滑油本身的理化性能以及發動機中所有接觸滑油的零部件的健康狀況，從而提供發動機健康狀態的相關

信息[1-2]。

其中滑油溫度傳感器提供的滑油溫度參數是監控發動機健康狀態的重要參數之一。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，進貨渠道單一，價格高昂，給裝備飛機的維修和保養帶來極大不便，在關鍵時刻可能產生極大的被動。因此，有必要對某型滑油溫度傳感器進行逆向

研制。

1 滑油溫度傳感器的工作原理、主要結構及特性

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，發現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的溫

度值[4]。

1.2 主要結構及特性

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。主體結構比較簡單，其發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行相應的處理后，方可提供給發動機健康狀態監控系統。

該型傳感器主要性能指標如下：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。

通過實驗測試其R-t特性數據如表1所示。

由表1可知被測電阻0℃時的標稱阻值為90.38Ω，對表1中的數據進行分析處理得到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標準。

2 滑油溫度傳感器電阻材料選擇

通過對該型傳感器的結構解剖和R-t特性數據測試與分析，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。

通過多次實驗測試與數值分析，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特性曲線進行補償與修正。通過試驗與分析確定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特性曲線的補償與修正，其與被測樣品的R-t特性曲線高度擬合。

3 結論

通過以上試驗與數據分析表明，通過定值金屬電阻對溫度傳感器特性曲線的補償與修正，結合設計合理的封裝和結構，可以獲得與被測溫度傳感器性能一致的產品。該研究結果與方法也可在類似產品的逆向研制或進一步的性能提升研究中應用。

參考文獻

[1]沈燕良，王建平，曹克強.飛機滑油系統故障分析[J].潤滑與密封，2004（3）：101-103.

[2]楊柳，謝致清，王君，等.飛機滑油溫度自動調節技術研究[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優化曲線擬合法[J].儀表技術與傳感器，2008（6）：91-92.