[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理隔離模塊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410694990.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN104360097A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高廣華;胡勇剛;李拓彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空動(dòng)力機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01P3/48
• 分類號(hào): G01P3/48
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理隔離模塊。

背景技術(shù)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制中，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來體現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測量的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)揮，甚至影響飛行安全。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確測量顯得至關(guān)重要。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測量主要采用磁電式轉(zhuǎn)速傳感器。磁電式傳感器輸出信號(hào)為頻率特征信號(hào)，信號(hào)的頻率與轉(zhuǎn)速一致，信號(hào)幅值隨頻率的增加單調(diào)增加。發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)是復(fù)雜的電氣系統(tǒng)，電磁環(huán)境惡劣。轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號(hào)在這種復(fù)雜電磁環(huán)境中容易受到干擾，如果信號(hào)不能被正確處理，容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速的錯(cuò)誤測量，引起發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制錯(cuò)誤而導(dǎo)致飛行事故。

現(xiàn)有轉(zhuǎn)速測量技術(shù)一般采用簡單比較器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的整形，帶有簡單的輸入濾波技術(shù)，輸入輸出信號(hào)未隔離，且不帶有抗雷擊設(shè)計(jì)。現(xiàn)有廣泛使用的技術(shù)存在抗干擾能力差、抗雷擊能力差、無輸入輸出信號(hào)隔離的缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：

目前現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處理電路對(duì)噪聲的抑制一般采用低通或帶通濾波的方法。采用濾波處理的電路對(duì)噪聲干擾能起到一定的過濾作用，但是，由于轉(zhuǎn)速信號(hào)頻率范圍寬，信號(hào)頻率和噪聲頻率區(qū)間重疊，簡單的濾波技術(shù)不能很好地區(qū)分信號(hào)和噪聲，導(dǎo)致其濾波效果差。

當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器或傳感器電纜遭受雷擊，或傳感器與飛機(jī)上其他高電壓電路短路時(shí)，高電壓突變信號(hào)竄入傳感器信號(hào)線路，如果電路未采用抗雷擊設(shè)計(jì)，高電壓信號(hào)會(huì)損壞轉(zhuǎn)速處理電路，甚至造成控制系統(tǒng)失效，影響飛行安全。

現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測量電路一般未采用隔離技術(shù)，存在著安全隱患，如果調(diào)理電路發(fā)生故障，可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)失效，造成無法預(yù)估的后果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷（不足），提供一種能夠?qū)娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理隔離和抗雷擊保護(hù)的轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理模塊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

提供一種轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理隔離模塊，包括供電電源以及順次連接的抗雷擊電路、滯環(huán)比較電路和隔離電路，抗雷擊電路的輸入端用于連接外部傳感器信號(hào)，隔離電路的輸出端用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，供電電源為抗雷擊電路、滯環(huán)比較電路和隔離電路供電。

本發(fā)明包括了抗雷擊電路、滯環(huán)比較電路和隔離電路，將本發(fā)明應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)之間，起到傳感器信號(hào)調(diào)理、隔離和雷擊保護(hù)的作用。

上述方案中，所述抗雷擊電路包括電阻R7、電阻R10、電阻R11、電阻R12、二極管D1和二極管D2；R7一端連接R11一端，R7另一端和R11另一端作為抗雷擊電路的信號(hào)輸入端分別用于連接外部傳感器信號(hào)的兩個(gè)輸出端口，R11的另一端還連接公共地，R10一端接公共地，另一端與R7作為抗雷擊電路的信號(hào)輸入端的一端連接；D1、D2均與R11并聯(lián)連接，其中D1的正極和D2的負(fù)極與R11接公共地的一端相連接，D2的負(fù)極還連接R12的一端，?R12的另一端以及D2的正極連接至滯環(huán)比較電路。

本發(fā)明的抗雷擊電路可以限制進(jìn)入模塊的電壓和電流，在傳感器信號(hào)或電纜遭受雷擊的情況下，保護(hù)模塊不被損壞。?

上述方案中，所述抗雷擊電路還包括與R7組成低通濾波器的電容C3，C3一端與R7一端連接，R7的另一端和C3的另一端分別用于連接外部傳感器信號(hào)的兩個(gè)輸出端口。本發(fā)明利用電阻R7和電容C3構(gòu)成低通濾波器，可濾除傳感器信號(hào)上的部分高頻噪聲，降低噪聲對(duì)模塊信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的干擾。

上述方案中，所述滯環(huán)比較電路包括比較器芯片U1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R13，U1的GND引腳接公共地，U1的兩個(gè)Input輸入引腳分別連接R12的一端和D2的正極，U1的負(fù)電源引腳連接供電電源以及通過電容C5接公共地，U1的輸出引腳作為滯環(huán)比較電路的輸出端外接至隔離電路，U1的正電源引腳連接供電電源以及通過電容C1接公共地；R13、R2和R4的一端連接U1的第2引腳，R13另一端接公共地，R2的另一端接電源，R4另一端連接至U1的輸出引腳；U1的輸出引腳還通過R3連接供電電源。

在本發(fā)明中的滯環(huán)比較電路中，可以利用R13對(duì)電路的閾值電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，閾值電壓根據(jù)控制系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速的要求和傳感器的信號(hào)特征進(jìn)行設(shè)置。滯環(huán)比較電路對(duì)信號(hào)上的干擾噪聲有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)各類交流信號(hào)具有很好的整形效果。在滯環(huán)比較電路能抑制噪聲的同時(shí)，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速傳感信號(hào)采集不準(zhǔn)的問題。