[发明专利]航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路

说明书

本发明涉及到机载远程接口航空油量传感器交流激励源技术领域，具体涉及一种高精度航空油量传感器交流正弦可变激励源的实现电路及方法。航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路，包括：激励频率实时配置单元、10档位增益实时配置单元、激励输出电流双重限流保护单元以及激励电压输出保护单元；本发明实现了目前航空油量传感器对激励频率，激励幅值的高精度和高稳定性要求，并可通过软件配置实时调节激励输出的频率和幅值，为航空油量传感器测量提供了精准的交流正弦激励源信号。同时完善的安全保护机制和自身BIT检测机制可以保证油箱的本质安全。

技术领域

本发明涉及到航空油量传感器交流激励源技术领域，具体涉及一种高精度航空油量传感器交流正弦可变激励源的实现电路。

背景技术

航空油量的准确采集，可以减少飞机起飞时的备用燃油量，为飞机战术制定提供更准确的参考依据，对于航空领域各机型具有重要意义。目前航空各机型采用的是电容式油量传感器，油量传感器在接收到一定幅值一定频率的交流激励信号后，输出pF级的微小电容信号。通过专用测量电路采集，电路补偿，电容值解算，权重解算，飞行姿态补偿等步骤可以推算得到整机油量。

高精度的交流正弦激励源是保证油量准确采集的基础。激励源的高精度体现在两方面：(1)幅值精准；(2)频率精准。油量传感器反馈的交流信号要通过电容-电压转换电路将反馈信号转换为电容值，反馈信号的幅值与电容值成正比，而反馈信号的幅值与激励源的幅值成正比，因此激励源幅值的精准对于电容测量值的准确性具有决定性作用。同时，油量传感器由于本身的特性，具有特定的最优激励频率，在最优激励频率下对油量传感器进行采集，可以最大程度保证油量传感器电容值-油量换算的准确性。

传统模拟式的正弦产生电路存在集成度不高，精度较差，转换时间较长，不能灵活配置等缺点。因此如何产生高精度可变的交流正弦激励源成为继续推动航空油量测量技术进步亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种高精度可变的交流正弦激励源。

航空油量传感器交流正弦可变激励源发生电路，包括：激励频率实时配置单元、10档位增益实时配置单元、激励输出电流双重限流保护单元以及激励电压输出保护单元；

高精度航空油量传感器交流正弦可变激励源的实现电路原理框图可参见图1，其中：FPGA控制激励频率实时配置单元进行频率值配置，使激励频率实时配置单元输出预设频率的小幅值正弦信号，该信号通过带通滤波单元处理后滤除耦合干扰，信号进入10档位增益实时配置单元，通过FPGA设置增益实时配置单元的增益系数，输出频率和幅值均满足外部传感器要求的交流激励信号，激励信号通过激励输出电流双重限流保护单元对外部油位传感器进行激励，同时通过内部的激励电压输出保护单元对输出的激励信号进行回采，以监控其是否正常。

所述激励频率实时配置单元用于产生超高精度的交流正弦频率源信号；通过外接16MHz晶振，可以实现100Hz～16MHz频率的连续输出，最小的频率分辨率为0.06Hz。进一步，通过软件可实时调节激励频率实时配置单元对外的激励频率，实现实时变频，并且在激励输出异常时可通过软件及时切断对外的激励输出。

所述10档位增益实时配置单元用于将激励频率实时配置单元的信号放大到合适的幅值，保证对外激励的信号幅值准确；10档位增益实时配置单元是利用控制多路模拟开关的通断控制高精度电阻增益网络的等效并联阻抗，进而改变反相比例放大器的增益系数，将激励频率实时配置单元输出的小信号精确放大到符合外部传感器要求精确幅值的交流正弦激励信号。

所述激励输出电流双重限流保护单元用于保证油箱安全。通过串接在激励输出通路上的限流电阻和62mA保险丝实现双重限流保护。当激励源电路发生单点故障时限制对外的激励电流，当激励电路限流电阻和运放输出发生复合故障时，通过保险丝熔断切断对外的激励输出。