基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置，属于航空电气技术领域。本发明专利技术在双恒流源铂电阻信号采集电路的基础上，增加了滤波和雷电防护设计，针对现有技术对采集电路进行有效完善和提升，该电路在铂电阻传感器信号的进入端通过双向瞬态抑制二极管进行雷电防护，而后通过T型滤波器进行滤波处理，根据雷电防护等级和试验量值计算双向瞬态抑制二极管的匹配功率；经过雷电防护和滤波电路后的铂电阻传感器信号进入双恒流源采集调试电路，双恒流源采集电路针对不同铂电阻传感器采集范围，可通过调节电阻变化独立设置不同基准电压，将多路铂电阻传感器信号转换至相近电压AD采集范围内。整个电路设计、计算过程符合机载产品正向设计要求。

Filtering acquisition of platinum resistance signal and lightning protection device based on constant current source

The invention relates to a platinum resistance signal filtering acquisition and lightning protection device based on a constant current source, which belongs to the technical field of avionics. On the basis of dual constant current source platinum resistance signal acquisition circuit, the invention increases the design of filtering and lightning protection, and effectively improves and promotes the acquisition circuit according to the prior art. The circuit carries out lightning protection through bidirectional transient suppression diode at the input end of platinum resistance sensor signal, and then carries out filtering processing through T-type filter according to lightning protection level and test The magnitude is used to calculate the matching power of the bidirectional transient suppression diode. After lightning protection and filtering circuit, the signal of platinum resistance sensor enters into the dual constant current source acquisition and debugging circuit. The dual constant current source acquisition circuit can independently set different reference voltage by adjusting the resistance change, and convert the multi-channel platinum resistance sensor signal to the similar voltage AD acquisition Set scope. The whole circuit design and calculation process meet the forward design requirements of airborne products.

【技术实现步骤摘要】
基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置
本专利技术属于航空电气
，具体涉及一种基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置。
技术介绍
机载铂电阻传感器由于机上安装位置等原因(如机载防冰系统中，安装于机翼蒙皮等位置)存在雷击的风险，为提高系统可靠性，需要在采集电路中进行雷电防护设计。以往机载设备雷电防护要求较少，不同电气接口由于信号类型不同，还存在滤波、隔离等不同功能需求，根据铂电阻传感器信号采集需求在恒流源信号采集电路的基础上，需要增加滤波和雷电防护设计。恒流源采集电路是通过给铂电阻传感器施加恒定电流源，当铂电阻传感器阻值随被测环境温度发生变化时，铂电阻传感器两端电压随电阻变化而改变。当需要采用一路AD转换电路完成多路铂电阻传感器信号采集时，需要根据多路铂电阻传感器采样范围进行统一调整，为提高信号采集精度采集电路设计时需要考虑最大化提高信号分辨率，并通过设计滤波电路提高信号抗干扰能力，此外在工程应用中还需要考虑电路的调试难度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：如何设计一种铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置，提高整体铂电阻传感器信号采集分辨率和调试难度，实现铂电阻传感器信号高精度、高可靠性采集。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置，包括雷电防护电路、信号滤波电路和调试采集电路三部分。在信号输入前端通过双向瞬态抑制二极管设计雷电防护电路，雷电防护电路输出的信号过信号滤波电路中的T型滤波器进行滤波处理，经滤波处理后的信号进调试采集电路，完成电压信号转换后输出，所述调试采集电路是通过运放芯片和稳压管搭建的双恒流源铂电阻信号采集调试采集电路。优选地，所述雷电防护电路包括双向瞬态抑制二极管D1、D2，铂电阻传感器信号一路输入端与双向瞬态抑制二极管D1一端连接，瞬态抑制二极管D1的另外一端接机壳地；铂电阻传感器信号另一路输入端与瞬态抑制二极管D2一端连接，瞬态抑制二极管D2的另外一端接机壳地。优选地，所述信号滤波电路包括T型滤波器L1、L2，所述铂电阻传感器信号一路输入端与T型滤波器L1的第一端3脚连接，T型滤波器L1的第二端1脚接机壳地；所述铂电阻传感器信号另一路输入端与T型滤波器L2的第一端2脚连接，T型滤波器L2的第二端1脚接机壳地。优选地，所述调试采集电路包括运算放大器M1，电容C1、C3，稳压管D3，电阻R5：将运算放大器M1的8脚V+接15V电源，将电容C3一端接电源地，电容C3另一端接所述15V电源；稳压管D3负极第1脚与电阻R5一端、运算放大器M1第5脚INB+相连，稳压管D3正极第2脚接电源地，电阻R5另一端接所述15V电源，在稳压管D3负极第1脚形成恒定2.5V电压；将稳压管D3与电容C1并联，稳压管D3负极第1脚连接电容C1一端，正极第2脚连接电容C1另一端。优选地，运算放大器M1为双路运放芯片。优选地，所述稳压管D3负极第1脚与运算放大器M1的第3脚INA+和第5脚INB+相连，运算放大器M1第2脚INA-连接一电阻R6一端，电阻R6另一端与一电阻R4一端相连，电阻R4另一端接电源地；铂电阻传感器两路输入信号经T型滤波器L1和L2后，T型滤波器L1第三端第2脚与运算放大器M1第1脚OUTA相连，T型滤波器L2第三端第3脚与运算放大器M1第2脚INA-相连；运算放大器M1连接一电容C2，具体是运算放大器M1第1脚OUTA、第2脚INA-分别与电容C2两端连接，运算放大器M1第1脚OUTA的电压为铂电阻传感器处理后的电压信号。运算放大器M1第6脚INB-与一电阻R3一端相连、电阻R3另一端与一电阻R1一端相连，电阻R1另一端接电源地；运算放大器M1第7脚OUTB与一电阻R2一端相连，电阻R2另一端与运算放大器M1第6脚INB-相连，运算放大器M1第7脚OUTB的电压值为输出基准电压信号。优选地，所述电阻R2的阻值可调，通过调节电阻R2的阻值使其与铂电阻传感器信号采集范围的中间值相等。优选地，根据选用的双恒流源铂电阻信号采集调试采集电路中运算放大器最大安全工作电压范围对瞬态抑制二极管D1、D2的击穿电压和最大钳位电压进行选择。优选地，根据机载产品雷电防护瞬态敏感度试验波形和量值要求，对瞬态抑制二极管D1、D2的功率需求进行计算。(三)有益效果本专利技术在双恒流源铂电阻信号采集电路的基础上，增加了滤波和雷电防护设计，针对现有技术对采集电路进行有效完善和提升，该电路在铂电阻传感器信号的进入端通过双向瞬态抑制二极管进行雷电防护，而后通过T型滤波器进行滤波处理，根据雷电防护等级和试验量值计算双向瞬态抑制二极管的匹配功率；经过雷电防护和滤波电路后的铂电阻传感器信号进入双恒流源采集调试电路，双恒流源采集电路针对不同铂电阻传感器采集范围，可通过调节电阻变化独立设置不同基准电压，将多路铂电阻传感器信号转换至相近电压AD采集范围内。整个电路设计、计算过程符合机载产品正向设计要求。附图说明图1是本专利技术实施例的应用于机翼防冰控制器的基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护电路原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术提供的一种基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置，包括雷电防护电路、信号滤波电路和调试采集电路三部分。在信号输入前端通过双向瞬态抑制二极管设计雷电防护电路，雷电防护电路输出的信号过信号滤波电路中的T型滤波器进行滤波处理，经滤波处理后的信号进调试采集电路，完成电压信号转换后输出，所述调试采集电路是通过运放芯片和稳压管搭建的双恒流源铂电阻信号采集调试采集电路。如图1所示，所述雷电防护电路包括双向瞬态抑制二极管D1、D2：铂电阻PRt传感器信号一路输入端与双向瞬态抑制二极管D1一端连接，瞬态抑制二极管D1的另外一端接机壳地；铂电阻传感器信号另一路输入端与瞬态抑制二极管D2一端连接，瞬态抑制二极管D2的另外一端接机壳地，实现雷电防护功能。根据选用的双恒流源铂电阻信号采集调试采集电路中运算放大器最大安全工作电压范围对瞬态抑制二极管D1、D2的击穿电压和最大钳位电压进行选择，然后根据机载产品雷电防护瞬态敏感度试验波形和量值要求，对瞬态抑制二极管D1、D2的功率需求进行计算。双向瞬态抑制二极管D1、D2用于在铂电阻传感器信号输入端吸收、释放雷电能量，实现接口雷电防护。所述信号滤波电路包括T型滤波器L1、L2：所述铂电阻传感器信号一路输入端与T型滤波器L1的第一端3脚连接，T型滤波器L1的第二端1脚接机壳地；所述铂电阻传感器信号另一路输入端与T型滤波器L2的第一端2脚连接，T型滤波器L2的第二端1脚接机壳地，实现信号滤波功能。其中T型滤波器L1、L2用于有效抑制铂电阻传感器信号中的共模干扰，并减少差模信号的产生，实现模拟信号滤波；所述调试采集电路包括运算放大器M1，电容C1、C3，稳压管D3，电阻R5：将运算放大器M1的8脚V+接15V电源，将电容C3一端接电源地，电容C3另一端接所述15V电源；稳压管D3负极第1脚与电阻R5一端、运算放大器M1第5脚INB+相连，稳压管D3正极第2脚接电源地，电阻R5另一端接所述15V电源，在稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置，其特征在于，包括雷电防护电路、信号滤波电路和调试采集电路三部分。在信号输入前端通过双向瞬态抑制二极管设计雷电防护电路，雷电防护电路输出的信号过信号滤波电路中的T型滤波器进行滤波处理，经滤波处理后的信号进调试采集电路，完成电压信号转换后输出，所述调试采集电路是通过运放芯片和稳压管搭建的双恒流源铂电阻信号采集调试采集电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于恒流源的铂电阻信号滤波采集及雷电防护装置，其特征在于，包括雷电防护电路、信号滤波电路和调试采集电路三部分。在信号输入前端通过双向瞬态抑制二极管设计雷电防护电路，雷电防护电路输出的信号过信号滤波电路中的T型滤波器进行滤波处理，经滤波处理后的信号进调试采集电路，完成电压信号转换后输出，所述调试采集电路是通过运放芯片和稳压管搭建的双恒流源铂电阻信号采集调试采集电路。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述雷电防护电路包括双向瞬态抑制二极管D1、D2，铂电阻传感器信号一路输入端与双向瞬态抑制二极管D1一端连接，瞬态抑制二极管D1的另外一端接机壳地；铂电阻传感器信号另一路输入端与瞬态抑制二极管D2一端连接，瞬态抑制二极管D2的另外一端接机壳地。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号滤波电路包括T型滤波器L1、L2，所述铂电阻传感器信号一路输入端与T型滤波器L1的第一端3脚连接，T型滤波器L1的第二端1脚接机壳地；所述铂电阻传感器信号另一路输入端与T型滤波器L2的第一端2脚连接，T型滤波器L2的第二端1脚接机壳地。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述调试采集电路包括运算放大器M1，电容C1、C3，稳压管D3，电阻R5：将运算放大器M1的8脚V+接15V电源，将电容C3一端接电源地，电容C3另一端接所述15V电源；稳压管D3负极第1脚与电阻R5一端、运算放大器M1第5脚INB+相连，稳压管D3正极第2脚接电源地，电阻R5另一端接所述15V电源，在稳压管D3负极第1脚形成恒定2.5V电压；将稳压管D3与电容C1并联，稳压管D3负极第1脚连接电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清泉，刘强，仝步升，
申请(专利权)人：天津津航计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12