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摘要:航空發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測(cè)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要檢測(cè)項(xiàng)目,位置檢測(cè)可以通過(guò)在檢測(cè)位置加裝專(zhuān)用電阻式位置傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),電阻式位置傳感器將位置的變化轉(zhuǎn)換成與之呈線性關(guān)系的電阻值的變化,然后再經(jīng)阻值測(cè)量電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)位置信號(hào)的測(cè)量。本文設(shè)計(jì)了一種基于恒流源方法的阻值檢測(cè)電路,較好地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測(cè)的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:位置檢測(cè);電壓轉(zhuǎn)換;恒定電流;位置傳感器
1 恒流源阻值檢測(cè)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(guò)測(cè)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(guò)的電流大小固定,而且一定等于OP07輸出端流過(guò)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(cè)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(cè)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(cè)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(wú)關(guān)。
式(4)中,當(dāng)R1→∞(斷開(kāi))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(cè)電路
X2位置檢測(cè)電路如圖6所示,AD581輸出的+10V穩(wěn)定電壓經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)電阻分壓產(chǎn)生+5V的電壓經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(cè)電路實(shí)驗(yàn)
某型發(fā)動(dòng)機(jī)位置檢測(cè)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(duì)X2位置檢測(cè)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(cè)量檢測(cè)電路輸出。實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行三次,然后對(duì)三次測(cè)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(cè)電路,該電路經(jīng)實(shí)際使用,檢測(cè)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(cè)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。
摘要:介紹了軍用飛機(jī)的類(lèi)型,同時(shí)重點(diǎn)闡述了其當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀,并對(duì)其未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。盡管當(dāng)前軍用飛機(jī)的技術(shù)水平相比二戰(zhàn)等早期階段有了階躍性的提升,但隨著作戰(zhàn)概念的不斷調(diào)整,以及以導(dǎo)彈為代表的先進(jìn)軍用武器技術(shù)的相...
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