[發(fā)明專利]一種帶有介電常數(shù)補(bǔ)償?shù)碾娙菔接土繙y量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811291719.X
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN109357727B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文瓊;張思宇;向奕霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川泛華航空儀表電器有限公司
• 主分類號(hào): G01F23/26
• 分類號(hào): G01F23/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種帶有介電常數(shù)補(bǔ)償?shù)碾娙菔接土繙y量系統(tǒng)，其特征在于：包括產(chǎn)生方波信號(hào)的方波激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路、將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為激勵(lì)三角波信號(hào)的積分電路、接收激勵(lì)三角波信號(hào)產(chǎn)生與油量電容增量ΔC相關(guān)的平衡激勵(lì)電流I1的電容式傳感器、接收平衡激勵(lì)電流I1產(chǎn)生介電補(bǔ)償電流I2的介電常數(shù)補(bǔ)償電路、利用方波信號(hào)實(shí)現(xiàn)分時(shí)積分并通過分時(shí)積分將介電補(bǔ)償電流I2轉(zhuǎn)換為電壓的I/V變換電路和將電壓濾波后輸出與激勵(lì)油量電容C_A對(duì)應(yīng)的電壓值來實(shí)現(xiàn)油量測量功能的濾波跟隨電路。通過對(duì)介電常數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，提高了油量測量的測量精度；同時(shí)測量原理簡單，硬件占用資源較少，僅通過電容、電阻和集成運(yùn)放便可實(shí)現(xiàn)油量測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電容式油量測量系統(tǒng)，尤其涉及一種帶有介電常數(shù)補(bǔ)償?shù)碾娙菔接土繙y量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

飛機(jī)油量測量系統(tǒng)是指在地面和飛行狀態(tài)下，連續(xù)測量和指示飛機(jī)可用燃油質(zhì)量的系統(tǒng)，目前，已有多種方法用于測量燃油，從使用多傳感器如浮子逐次離散油位測量，到使用全深度傳感器陣列如電容式裝置的連續(xù)測量。最廣泛應(yīng)用于油量精確測量的是電容式油量測量技術(shù)，電容式油量測量技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)、分辨率高、性能穩(wěn)定。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)集成度要求的不斷提高，電容式油量測量技術(shù)利于硬件功能軟化、提高精度、便于采用總線結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，在油量測量技術(shù)中顯示著越來越大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的電容式油量測量技術(shù)只能應(yīng)用于介電常數(shù)較穩(wěn)定的場合，在很多介電常數(shù)多變的環(huán)境下已經(jīng)無法應(yīng)用。若介電常數(shù)按常數(shù)處理，與燃油類型或溫度無關(guān)，導(dǎo)入燃油油量測量的誤差通常為指示值的±6％。若導(dǎo)入對(duì)介電常數(shù)變化的修正，誤差將減少到±2.75％。因此，傳統(tǒng)的電容式油量測量技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測液位的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種通過硬件電路實(shí)現(xiàn)介電常數(shù)補(bǔ)償從而準(zhǔn)確檢測液位的電容式油量測量系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種帶有介電常數(shù)補(bǔ)償?shù)碾娙菔接土繙y量系統(tǒng)，其特征在于：包括產(chǎn)生方波信號(hào)的方波激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路、將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為激勵(lì)三角波信號(hào)的積分電路、接收激勵(lì)三角波信號(hào)產(chǎn)生與油量電容增量ΔC相關(guān)的平衡激勵(lì)電流I1的電容式傳感器、接收平衡激勵(lì)電流I1產(chǎn)生介電補(bǔ)償電流I2的介電常數(shù)補(bǔ)償電路、利用方波信號(hào)實(shí)現(xiàn)分時(shí)積分并通過分時(shí)積分將介電補(bǔ)償電流I2轉(zhuǎn)換為電壓的I/V變換電路和將電壓濾波后輸出與激勵(lì)油量電容C_A對(duì)應(yīng)的電壓值來實(shí)現(xiàn)油量測量功能的濾波跟隨電路，所述的介電常數(shù)補(bǔ)償電路由運(yùn)算放大器N3、運(yùn)算放大器N4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C3、電容C4以及介電電容C_N和介電平衡電容C_M組成；所述的運(yùn)算放大器N4的反相輸入端和輸出端間電連接介電電容C_N和串聯(lián)的電阻R7、電阻R8，所述的電阻R7、電阻R8間電連接電容C3一端，電容C3另一端接地，所述的電阻R7接入平衡激勵(lì)電流I1；電阻R7、電阻R8與介電電容C_N組成比例積分電路，平衡激勵(lì)電流I1通過比例積分電路轉(zhuǎn)化成與介電電容C_N相關(guān)的三角波信號(hào)，同時(shí)，電阻R7與電容C3組成RC串聯(lián)濾波電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形；所述的運(yùn)算放大器N4的反相輸入端與介電平衡電容C_M電連接，所述的介電平衡電容C_M另一端與所述的運(yùn)算放大器N3的輸出端電連接，所述的電阻R5一端電連接所述的運(yùn)算放大器N3的反相輸入端，所述的電阻R5另一端電連接所述的運(yùn)算放大器N4的輸出端，所述的電阻R6一端電連接所述的運(yùn)算放大器N3的反相輸入端，所述的電阻R6另一端電連接所述的運(yùn)算放大器N3的輸出端，所述的運(yùn)算放大器N3與電阻R5、電阻R6組成反相比例運(yùn)算放大器，將三角波信號(hào)進(jìn)行反相，用于激勵(lì)介電平衡電容C_M，C_M的大小與C_N的干電容值相等，反相比例運(yùn)算放大器與介電平衡電容C_M構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定輸出信號(hào)。