本發(fā)明涉及機(jī)載位移傳感器，具體涉及一種位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

1、機(jī)載控制系統(tǒng)中，常常需要對(duì)角位移或線(xiàn)性位移等部件位置變化情況進(jìn)行采集，如航空動(dòng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向葉片的開(kāi)度檢測(cè)、防喘閥的開(kāi)度檢測(cè)等。位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的器件，它通過(guò)電位器元件將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成與之成線(xiàn)性或任意函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)輸出，具有精度髙、測(cè)量范圍寬、穩(wěn)定性好及可靠性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)載測(cè)量系統(tǒng)中。位移傳感器正弦波激勵(lì)信號(hào)對(duì)采集精度及穩(wěn)定性影響很大，同時(shí)，還需要能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器激勵(lì)過(guò)流保護(hù)功能，以免損壞位移傳感器敏感元件。

2、當(dāng)前，多見(jiàn)的位移傳感器正弦波激勵(lì)輸出形式，主要使用cpu/fpga和da控制，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)成本較高，故障檢測(cè)和過(guò)流保護(hù)依靠硬件檢測(cè)、故障上報(bào)、軟件控制的配合機(jī)制，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)且沒(méi)有設(shè)計(jì)過(guò)流自動(dòng)保護(hù)措施保證位移傳感器敏感元件的正常工作等問(wèn)題，實(shí)際應(yīng)用受到了局限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，該電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，采用硬件閉環(huán)控制，響應(yīng)速度快，可以有效進(jìn)行激勵(lì)信號(hào)輸出和過(guò)流切斷，且不影響輸出信號(hào)精度。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：一種位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，包括：二階濾波電路、隔直電路、比例放大電路和推挽輸出電路；

3、所述二階濾波電路的輸入端連接輸入的方波信號(hào)，用于對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行二階低通濾波，以產(chǎn)生滿(mǎn)足傳感器激勵(lì)頻率的正弦波信號(hào)；

4、所述隔直電路的輸入端連接所述二階濾波電路的輸出端，用于濾除所述正弦波信號(hào)中的直流分量，使得正弦波以零電平為對(duì)稱(chēng)軸；

5、所述比例放大電路的輸入端連接所述隔直電路的輸出端，用于對(duì)所述隔直電路處理后的正弦波信號(hào)的幅值進(jìn)行調(diào)理，使得所述正弦波信號(hào)的幅值滿(mǎn)足傳感器正弦波激勵(lì)幅值范圍；

6、所述推挽輸出電路的輸入端連接所述比例放大電路的輸出端，用于提高驅(qū)動(dòng)輸出能力，以輸出滿(mǎn)足傳感器激勵(lì)驅(qū)動(dòng)能力要求的傳感器激勵(lì)正弦波信號(hào)。

7、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述電路還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路的輸入端連接所述推挽輸出電路的輸出端，所述保護(hù)電路的輸出端連接所述隔直電路的輸出端；

8、所述保護(hù)電路包括電流采集電路、差分放大電路和調(diào)理抵消電路，所述電流采集電路的輸入端連接所述推挽輸出電路的輸出端，用于對(duì)所述推挽輸出電路輸出的傳感器激勵(lì)正弦波信號(hào)進(jìn)行過(guò)流檢測(cè)；

9、所述差分放大電路的輸入端連接所述電流采集電路的輸出端，用于比較所述電流采集電路中電流采樣電阻兩端的電壓差值，并進(jìn)行放大；

10、所述調(diào)理抵消電路的輸入端連接所述差分放大電路的輸出端，所述調(diào)理抵消電路的輸出端連接所述隔直電路的輸出端，用于對(duì)所述差分放大電路產(chǎn)生的電壓差值進(jìn)行處理，產(chǎn)生相位完全相反，且根據(jù)電壓差值大小而幅值自動(dòng)變化的正弦波信號(hào)，以將該正弦波信號(hào)疊加到所述隔直電路的輸出，用來(lái)自適應(yīng)調(diào)整輸出激勵(lì)的幅值，確保過(guò)流時(shí)自動(dòng)切斷激勵(lì)輸出。

11、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述二階濾波電路包括依次連接的一級(jí)二階濾波電路和二級(jí)二階濾波電路，所述一級(jí)二階濾波電路連接輸入的方波信號(hào)，以將所述方波信號(hào)濾波為三角波信號(hào)，所述二級(jí)二階濾波電路用于將所述三角波信號(hào)濾波成正弦波信號(hào)。

12、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述一級(jí)二階濾波電路包括電阻r1、電阻r2、電容c1、電容c2和運(yùn)放d1，所述電阻r1的一端連接輸入的方波信號(hào)，所述電阻r1的另一端分別與所述電阻r2的一端和所述電容c1的一端相連，所述電容c1的另一端連接所述運(yùn)放d1的輸出端和所述運(yùn)放d1的輸入-端，所述電阻r2的另一端連接所述運(yùn)放d1的輸入+端和所述電容c2的一端，所述電容c2的另一端接地。

13、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述二級(jí)二階濾波電路包括電阻r3、電阻r4、電容c3、電容c4和運(yùn)放d2，所述電阻r3的一端連接所述運(yùn)放d1的輸出端，所述電阻r3的另一端分別與所述電阻r4的一端和所述電容c3的一端相連，所述電容c3另一端連接所述運(yùn)放d2的輸出端和所述運(yùn)放d2的輸入-端，所述電阻r4的另一端連接所述運(yùn)放d2的輸入+端和所述電容c4的一端，所述電容c4的另一端接地。

14、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述隔直電路包括電容c5和電阻r5，所述電容c5的一端連接所述運(yùn)放d2的輸出端，所述電容c5的另一端連接所述電阻r5的一端，所述電阻r5的另一端接地。

15、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述比例放大電路包括電阻r6、電阻r8和運(yùn)放d3，所述電阻r6的一端連接所述電阻r5的一端和所述電容c5的一端，所述電阻r6的另一端連接所述運(yùn)放d3的輸入-端和所述電阻r8的一端，所述電阻r8的另一端作為傳感器激勵(lì)信號(hào)輸出，所述運(yùn)放d3的輸入+端接地。

16、根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施例，所述推挽輸出電路包括電阻r7、三極管v1和三極管v2，所述電阻r7的一端分別與三極管v1和三極管v2的基極相連，同時(shí)連接所述運(yùn)放d3的輸出端，所述三極管v1的集電極連接+15v，所述三極管v2的集電極連接-15v，所述三極管v1的發(fā)射極和所述三極管v2的發(fā)射極相連，同時(shí)與所述電阻r7的另一端連接。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到的有益效果至少包括：本發(fā)明實(shí)施例的一種位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，采用了正弦波生成電路和過(guò)流自動(dòng)保護(hù)電路，能夠既具備位移傳感器激勵(lì)輸出能力，又具備過(guò)流自動(dòng)切斷保護(hù)能力。本發(fā)明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，成本低，響應(yīng)速度快，可以有效進(jìn)行激勵(lì)信號(hào)輸出和過(guò)流切斷，且不影響輸出信號(hào)精度。

技術(shù)特征：

1.一種位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，包括：二階濾波電路、隔直電路、比例放大電路和推挽輸出電路；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述電路還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路的輸入端連接所述推挽輸出電路的輸出端，所述保護(hù)電路的輸出端連接所述隔直電路的輸出端；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述二階濾波電路包括依次連接的一級(jí)二階濾波電路和二級(jí)二階濾波電路，所述一級(jí)二階濾波電路連接輸入的方波信號(hào)，以將所述方波信號(hào)濾波為三角波信號(hào)，所述二級(jí)二階濾波電路用于將所述三角波信號(hào)濾波成正弦波信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述一級(jí)二階濾波電路包括電阻r1、電阻r2、電容c1、電容c2和運(yùn)放d1，所述電阻r1的一端連接輸入的方波信號(hào)，所述電阻r1的另一端分別與所述電阻r2的一端和所述電容c1的一端相連，所述電容c1的另一端連接所述運(yùn)放d1的輸出端和所述運(yùn)放d1的輸入-端，所述電阻r2的另一端連接所述運(yùn)放d1的輸入+端和所述電容c2的一端，所述電容c2的另一端接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述二級(jí)二階濾波電路包括電阻r3、電阻r4、電容c3、電容c4和運(yùn)放d2，所述電阻r3的一端連接所述運(yùn)放d1的輸出端，所述電阻r3的另一端分別與所述電阻r4的一端和所述電容c3的一端相連，所述電容c3另一端連接所述運(yùn)放d2的輸出端和所述運(yùn)放d2的輸入-端，所述電阻r4的另一端連接所述運(yùn)放d2的輸入+端和所述電容c4的一端，所述電容c4的另一端接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述隔直電路包括電容c5和電阻r5，所述電容c5的一端連接所述運(yùn)放d2的輸出端，所述電容c5的另一端連接所述電阻r5的一端，所述電阻r5的另一端接地。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述比例放大電路包括電阻r6、電阻r8和運(yùn)放d3，所述電阻r6的一端連接所述電阻r5的一端和所述電容c5的一端，所述電阻r6的另一端連接所述運(yùn)放d3的輸入-端和所述電阻r8的一端，所述電阻r8的另一端作為傳感器激勵(lì)信號(hào)輸出，所述運(yùn)放d3的輸入+端接地。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述推挽輸出電路包括電阻r7、三極管v1和三極管v2，所述電阻r7的一端分別與三極管v1和三極管v2的基極相連，同時(shí)連接所述運(yùn)放d3的輸出端，所述三極管v1的集電極連接+15v，所述三極管v2的集電極連接-15v，所述三極管v1的發(fā)射極和所述三極管v2的發(fā)射極相連，同時(shí)與所述電阻r7的另一端連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種位移傳感器正弦波激勵(lì)產(chǎn)生與過(guò)流保護(hù)電路，涉及機(jī)載位移傳感器技術(shù)領(lǐng)域，包括：二階濾波電路、隔直電路、比例放大電路和推挽輸出電路；二階濾波電路的輸入連接輸入的方波信號(hào)，用于對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行二階低通濾波；隔直電路的輸入連接二階濾波電路的輸出，用于濾除正弦波信號(hào)中的直流分量；比例放大電路的輸入連接隔直電路的輸出，用于對(duì)處理后的正弦波信號(hào)幅值進(jìn)行調(diào)理；推挽輸出電路的輸入連接比例放大電路的輸出，用于提高驅(qū)動(dòng)輸出能力，以輸出滿(mǎn)足傳感器激勵(lì)驅(qū)動(dòng)能力要求的傳感器激勵(lì)正弦波信號(hào)。本發(fā)明的電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，采用硬件閉環(huán)控制，響應(yīng)速度快，可有效進(jìn)行激勵(lì)信號(hào)輸出和過(guò)流切斷，且不影響輸出信號(hào)精度。

技術(shù)研發(fā)人員：張弛,常博博,徐杰,時(shí)培燕,朱晨璐,王浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15