航空发动机位置检测电路设计

摘要：航空发动机位置检测是发动机的重要检测项目，位置检测可以通过在检测位置加装专用电阻式位置传感器来实现，电阻式位置传感器将位置的变化转换成与之呈线性关系的电阻值的变化，然后再经阻值测量电路，实现对位置信号的测量。本文设计了一种基于恒流源方法的阻值检测电路，较好地解决了发动机位置检测的问题。
关键词：位置检测；电压转换；恒定电流；位置传感器

1 恒流源阻值检测电路
恒流源法是指向电阻Rx(电阻式位置传感器阻值)提供恒定电流Is，通过测量输出端电压Ux可以计算出电阻值Rx的方法，如图1所示。输出电压关系式为

恒流源的产生方法很多，本文利用运算放大器OP07产生，如图2所示，由OP07组成负反馈电路，正相输入端为固定电压Ui，则反相输入端也为Ui，由于OP07的输入阻抗极高，输入端可以认为不吸入电流，因此从R电阻上流过的电流大小固定，而且一定等于OP07输出端流过电阻Rx的电流，由此得出电流Is的关系式为

但实际使用中发现，恒流效果并不理想，究其原因是运算放大器正相输入端电压的稳定性不好造成的。解决的办法是利用高精度的恒压源AD581输出稳定电压作为运算放大器正相输入端电压，有效地提高了恒流效果，最终的电阻值测量电路如图3所示。

2 电压转换电路
为了把电阻式位置传感器输出的电压信号转换成-5V～5V范围送入数据采集卡，以满足计算机检测的需要，还需要利用运算放大器OP07设计电压放大器、电压跟随器和减法器组成调理电路。
根据运算放大器工作原理可知，图4中图3电阻值测量电路

由式(3)得闭环电压放大倍数为：

这样就形成了电压放大器，电压放大倍数与运算放大器本身的参数无关。
式(4)中，当R1→∞(断开)或RF=0时，则

这样就形成了电压跟随器，电压跟随器能有效地提高电压输入信号的阻抗。