航空發動機位置檢測電路設計

摘要：航空發動機位置檢測是發動機的重要檢測項目，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現，電阻式位置傳感器將位置的變化轉換成與之呈線性關系的電阻值的變化，然后再經阻值測量電路，實現對位置信號的測量。本文設計了一種基于恒流源方法的阻值檢測電路，較好地解決了發動機位置檢測的問題。
關鍵詞：位置檢測；電壓轉換；恒定電流；位置傳感器

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可以計算出電阻值Rx的方法，如圖1所示。輸出電壓關系式為

恒流源的產生方法很多，本文利用運算放大器OP07產生，如圖2所示，由OP07組成負反饋電路，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的關系式為

但實際使用中發現，恒流效果并不理想，究其原因是運算放大器正相輸入端電壓的穩定性不好造成的。解決的辦法是利用高精度的恒壓源AD581輸出穩定電壓作為運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 電壓轉換電路
為了把電阻式位置傳感器輸出的電壓信號轉換成-5V～5V范圍送入數據采集卡，以滿足計算機檢測的需要，還需要利用運算放大器OP07設計電壓放大器、電壓跟隨器和減法器組成調理電路。
根據運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)得閉環電壓放大倍數為：

這樣就形成了電壓放大器，電壓放大倍數與運算放大器本身的參數無關。
式(4)中，當R1→∞(斷開)或RF=0時，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的阻抗。