《電子技術(shù)應(yīng)用》
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航空發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測電路設(shè)計(jì)
摘要: 摘要:航空發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要檢測項(xiàng)目,位置檢測可以通過在檢測位置加裝專用電阻式位置傳感器來實(shí)現(xiàn)...
Abstract:
Key words :

1 恒流源阻值檢測電路
    恒流源法是指向電阻Rx(電阻式位置傳感器阻值)提供恒定電流Is,,通過測量輸出端電壓Ux可以計(jì)算出電阻值Rx的方法,,如圖1所示,。輸出電壓關(guān)系式為
   


    恒流源的產(chǎn)生方法很多,,本文利用運(yùn)算放大器OP07產(chǎn)生,,如圖2所示,,由OP07組成負(fù)反饋電路,正相輸入端為固定電壓Ui,,則反相輸入端也為Ui,,由于OP07的輸入阻抗極高,輸入端可以認(rèn)為不吸入電流,,因此從R電阻上流過的電流大小固定,而且一定等于OP07輸出端流過電阻Rx的電流,,由此得出電流Is的關(guān)系式為
   
    但實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),,恒流效果并不理想,究其原因是運(yùn)算放大器正相輸入端電壓的穩(wěn)定性不好造成的,。解決的辦法是利用高精度的恒壓源AD581輸出穩(wěn)定電壓作為運(yùn)算放大器正相輸入端電壓,,有效地提高了恒流效果,最終的電阻值測量電路如圖3所示,。

2 電壓轉(zhuǎn)換電路
    為了把電阻式位置傳感器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成-5V~5V范圍送入數(shù)據(jù)采集卡,,以滿足計(jì)算機(jī)檢測的需要,還需要利用運(yùn)算放大器OP07設(shè)計(jì)電壓放大器,、電壓跟隨器和減法器組成調(diào)理電路,。
    根據(jù)運(yùn)算放大器工作原理可知,圖4中圖3電阻值測量電路
   
    由式(3)得閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為:
   
    這樣就形成了電壓放大器,,電壓放大倍數(shù)與運(yùn)算放大器本身的參數(shù)無關(guān),。
式(4)中,,當(dāng)R1→∞(斷開)或RF=0時(shí),則
   
    這樣就形成了電壓跟隨器,,電壓跟隨器能有效地提高電壓輸入信號(hào)的阻抗,。

 


    由圖5可列出關(guān)系式
   
    根據(jù)運(yùn)算放大器工作原理可知u-≈u+,由式(6)可得出
   
    當(dāng)R1=R2=R3=RF時(shí),,式(7)變?yōu)?br />          
    這樣就形成了減法器,,減法器的輸出電壓u0等于兩個(gè)輸入電壓的差值。


3 位置檢測電路
    X2位置檢測電路如圖6所示,,AD581輸出的+10V穩(wěn)定電壓經(jīng)過電阻分壓產(chǎn)生+1V的基準(zhǔn)電壓,,根據(jù)式(4)將電阻(圖6中虛線框電阻)選擇為250Ω將會(huì)形成4mA的恒定電流。若傳感器(圖6中的X2)的阻值范圍是0~2kΩ,,所以4mA恒定電流流過傳感器產(chǎn)生0~8V的電壓,,再加上1V的基準(zhǔn)電壓,送入由運(yùn)算放大器OP07制作的減法器的正相輸入端是1v~9V范圍的電壓,。另外,,AD581輸出的+10V穩(wěn)定電壓經(jīng)過電阻分壓產(chǎn)生+5V的電壓經(jīng)過電壓跟隨器送入減法器的負(fù)相輸入端。根據(jù)減法器的原理,,其輸出電壓范圍在-4v~4v,,該電壓通過放大倍數(shù)為1.25的放大器最終形成-5V~5V范圍的電壓信號(hào),經(jīng)過穩(wěn)壓二極管限壓后,,送入數(shù)據(jù)采集卡的7通道,。

 

4 位置檢測電路實(shí)驗(yàn)
    某型發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測電路的精度要求是±1‰,同時(shí)要求輸入一輸出嚴(yán)格呈線性關(guān)系,。下面利用精密電阻模擬X2傳感器對X2位置檢測電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),,在0~2kΩ范圍內(nèi)每隔250Ω模擬X2傳感器阻值,同時(shí)測量檢測電路輸出,。實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行三次,,然后對三次測量數(shù)據(jù)取平均值作為實(shí)際輸出值,并與理論輸出值比較,,如表1所示,。

 

5 結(jié)論
    本文基于恒流源方法設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測電路,該電路經(jīng)實(shí)際使用,,檢測精度達(dá)到了±1‰,,且輸入一輸出嚴(yán)格呈線性關(guān)系,很好地滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測的要求,,此電路選擇不同的電阻(圖6中虛線框電阻),,可滿足不同位置傳感器的要求,具有很好的通用性,。

 

 

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