一种试验加载控制系统及校准方法技术方案

本发明专利技术公开一种试验加载控制系统包括主控单元、桥压负调理电路、桥压负驱动电路、桥压负电压跟随放大器、桥压正调理电路、桥压正驱动电路、桥压正电压跟随放大器、传感器、差分输入放大电路、信号调理电路、A/D转换电路；所述桥压负调理电路、信号调理电路为运算放大电路，基于此系统的校准方法通过改变电阻值的方式调整运算放大电路增益，从而对桥压和传感器反馈测量精度进行校准，确保试验加载控制系统所有控制通道的桥压精度、传感器反馈测量精度均能满足系统使用要求，而且调整率极小，不改变桥压调理电路和传感器反馈测量电路的相位，从而保证试验加载控制系统的稳定裕度不变。

【技术实现步骤摘要】
一种试验加载控制系统及校准方法
本专利技术涉及控制系统检测校准
，尤其涉及一种试验加载控制系统及校准方法。
技术介绍
试验加载控制系统是目前国际上主流的飞机结构强度试验，耐久性及损伤容限试验、载荷标定试验的载荷控制设备，是当今世界最先进的飞机结构强度试验关键设备。系统采用全数字化架构，功能先进且实现多通道同步协调加载控制，系统精度高、可靠性好、安全保护策略完善，适用于飞机全机和部件静力及疲劳等高风险试验。试验加载控制系统在工业现场高频率使用一段时间后，设备部分器件老化现象明显，系统出现部分通道传感器桥压输出精度较差、传感器反馈测量通道精度较差等问题，严重影响试验质量。因此，需要对试验加载控制系统进行定期检查并对精度较差通道进行校准，以满足试验要求，确保试验质量。目前，部分试验加载控制系统不支持校准功能，且部分试验加载控制系统的校准方式是采用更换硬件板卡的形式以维持系统的精度，造成系统使用和维护的成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种试验加载控制系统及校准方法，以确保试验加载控制系统所有控制通道的桥压精度、传感器反馈测量精度均能满足系统使用要求。本专利技术提供了一种试验加载控制系统，包括主控单元、传感器桥压管理电路、传感器反馈测量电路及传感器；所述传感器桥压管理电路包括桥压负调理电路、桥压负驱动电路、桥压负电压跟随放大器、桥压正调理电路、桥压正驱动电路、桥压正电压跟随放大器；所述传感器反馈测量电路包括差分输入放大电路、信号调理电路、A/D转换电路；>所述主控单元输出的桥压值输入桥压负调理电路；所述桥压负调理电路的输出端与所述桥压负驱动电路的输入端连接；所述桥压负驱动电路的一路输出连接传感器的桥压负供电端，所述桥压负驱动电路的另一路输出经桥压负电压跟随放大器连接桥压负调理电路，形成深度负反馈；同时，所述桥压负电压跟随放大器的另一路输出与桥压正调理电路的输入端连接；所述桥压正调理电路的输出端与所述桥压正驱动电路的输入端连接；所述桥压正驱动电路的一路输出连接传感器的桥压正供电端，所述桥压正驱动电路的另一路输出经桥压正电压跟随放大器连接桥压正调理电路，形成深度负反馈；所述传感器的输出信号发送到差分输入放大电路，所述差分输入放大电路、信号调理电路、A/D转换电路依次连接，将测量的反馈信号发送至主控单元；所述传感器桥压管理电路、所述传感器反馈测量电路共同组成传感器桥压管理及传感器反馈测量单元。本专利技术通过改变桥压负调理电路中实际输入电阻值调理桥压输出值进行桥压校准，因此关于桥压负调理电路的设计主要有三种方案。第一种，在输入电阻上并联桥压调理电阻。此时，所述桥压负调理电路包括运算放大器U1、输入电阻R1、输入电阻R2、接地电阻R3、桥压调理电阻、电容C1；所述主控单元输出的桥压值经输入电阻R1输入所述运算放大器U1的负输入端V-，所述桥压负电压跟随放大器的负反馈信号经输入电阻R2输入所述运算放大器U1的负输入端V-；所述运算放大器U1的正输入端V+经接地电阻R3接地；所述电容C1安装在所述运算放大器U1的输出端Vb-与负输入端V-之间；所述桥压调理电阻与所述输入电阻R1或者所述输入电阻R2并联。第二种，直接调节输入电阻的阻值。此时，所述桥压负调理电路包括运算放大器U1、输入电阻R1、输入电阻R2、接地电阻R3、电容C1；所述主控单元输出的桥压值经输入电阻R1输入所述运算放大器U1的负输入端V-，所述桥压负电压跟随放大器的负反馈信号经输入电阻R2输入所述运算放大器U1的负输入端V-；所述运算放大器U1的正输入端V+经接地电阻R3接地；所述电容C1安装在所述运算放大器U1的输出端Vb-与负输入端V-之间；所述输入电阻R1、输入电阻R2均为可调电阻。第三种，更换不同阻值的输入电阻。此时，所述桥压负调理电路包括运算放大器U1、输入电阻R1、输入电阻R2、接地电阻R3、电容C1；所述主控单元输出的桥压值经输入电阻R1输入所述运算放大器U1的负输入端V-，所述桥压负电压跟随放大器的负反馈信号经输入电阻R2输入所述运算放大器U1的负输入端V-；所述运算放大器U1的正输入端V+经接地电阻R3接地；所述电容C1安装在所述运算放大器U1的输出端Vb-与负输入端V-之间；所述输入电阻R1、输入电阻R2可拆卸安装在所述桥压负调理电路中，便于更换不同阻值。本专利技术通过改变信号调理电路中实际反向输入电阻值调理传感器反馈测量值进行传感器反馈测量通道精度校准，因此关于信号调理电路的设计主要有三种方案。第一种，在反向输入电阻上并联反馈信号调理电阻。此时，所述信号调理电路包括运算放大器U20、输入电阻R10、反向输入电阻R20、反馈信号调理电阻、电容C20；所述差分输入放大电路的输出值经输入电阻R10输入所述运算放大器U20的负输入端V-；所述运算放大器U20的正输入端V+接地；所述反向输入电阻R20、电容C20并联安装在所述运算放大器U20的输出端VOUT与负输入端V-之间；所述反馈信号调理电阻与所述输入电阻R10或者所述反向输入电阻R20并联。第二种，直接调节反向输入电阻的阻值。此时，所述信号调理电路包括运算放大器U20、输入电阻R10、反向输入电阻R20、电容C20；所述差分输入放大电路的输出值经输入电阻R10输入所述运算放大器U20的负输入端V-；所述运算放大器U20的正输入端V+接地；所述反向输入电阻R20、电容C20并联安装在所述运算放大器U20的输出端VOUT与负输入端V-之间；所述输入电阻R10、反向输入电阻R20均为可调电阻。第三种，更换不同阻值的反向输入电阻。此时，所述信号调理电路包括运算放大器U20、输入电阻R10、反向输入电阻R20、电容C20；所述差分输入放大电路的输出值经输入电阻R10输入所述运算放大器U20的负输入端V-；所述运算放大器U20的正输入端V+接地；所述反向输入电阻R20、电容C20并联安装在所述运算放大器U20的输出端VOUT与负输入端V-之间；所述输入电阻R10、反向输入电阻R20可拆卸安装在所述信号调理电路中。本专利技术中桥压负调理电路、信号调理电路均属于运算放大电路。本专利技术还提供了一种试验加载控制系统的校准方法，对上述试验加载控制系统进行精度校准。所述校准方法包括：步骤A：主控单元输出的一个给定的桥压输出值经传感器桥压管理电路输出至传感器的桥压供电端，通过万用表测量传感器桥压正供电端、桥压负供电端之间的电压得到桥压测量值，并反馈至主控单元；传感器作为基准信号源形成的传感器逐级输出值经传感器反馈测量电路输出至主控单元，由主控单元获取传感器逐级反馈测量值；并由主控单元记录桥压输出值、桥压测量值、传感器逐级输出值、传感器逐级反馈测量值；步骤B：主控单元通过桥压输出值和测量得到的桥压测量值计算桥压误差；同时，主控单元通过传感器逐级输出值和获得的传感器逐级反馈测量值计算传感器反馈测量误差；步骤C：根据步骤B获得的桥压误差、传感器反馈测量误差情况进行校准：若桥压误差超过系统使用要求，则执行步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验加载控制系统，其特征在于，包括主控单元（1）、传感器桥压管理电路、传感器反馈测量电路及传感器（8）；所述传感器桥压管理电路包括桥压负调理电路（2）、桥压负驱动电路（3）、桥压负电压跟随放大器（4）、桥压正调理电路（5）、桥压正驱动电路（6）、桥压正电压跟随放大器（7）；所述传感器反馈测量电路包括差分输入放大电路（9）、信号调理电路（10）、A/D转换电路（11）；/n所述主控单元（1）输出的桥压值输入桥压负调理电路（2）；所述桥压负调理电路（2）的输出端与所述桥压负驱动电路（3）的输入端连接；所述桥压负驱动电路（3）的一路输出连接传感器（8）的桥压负供电端，所述桥压负驱动电路（3）的另一路输出经桥压负电压跟随放大器（4）连接桥压负调理电路（2），形成深度负反馈；同时，所述桥压负电压跟随放大器（4）的另一路输出与桥压正调理电路（5）的输入端连接；所述桥压正调理电路（5）的输出端与所述桥压正驱动电路（6）的输入端连接；所述桥压正驱动电路（6）的一路输出连接传感器（8）的桥压正供电端，所述桥压正驱动电路（6）的另一路输出经桥压正电压跟随放大器（7）连接桥压正调理电路（5），形成深度负反馈；/n所述传感器（8）的输出信号发送到差分输入放大电路（9），所述差分输入放大电路（9）、信号调理电路（10）、A/D转换电路（11）依次连接，将测量的反馈信号发送至主控单元（1）；/n所述传感器桥压管理电路、所述传感器反馈测量电路共同组成传感器桥压管理及传感器反馈测量单元。/n...

【技术特征摘要】
1.一种试验加载控制系统，其特征在于，包括主控单元（1）、传感器桥压管理电路、传感器反馈测量电路及传感器（8）；所述传感器桥压管理电路包括桥压负调理电路（2）、桥压负驱动电路（3）、桥压负电压跟随放大器（4）、桥压正调理电路（5）、桥压正驱动电路（6）、桥压正电压跟随放大器（7）；所述传感器反馈测量电路包括差分输入放大电路（9）、信号调理电路（10）、A/D转换电路（11）；
所述主控单元（1）输出的桥压值输入桥压负调理电路（2）；所述桥压负调理电路（2）的输出端与所述桥压负驱动电路（3）的输入端连接；所述桥压负驱动电路（3）的一路输出连接传感器（8）的桥压负供电端，所述桥压负驱动电路（3）的另一路输出经桥压负电压跟随放大器（4）连接桥压负调理电路（2），形成深度负反馈；同时，所述桥压负电压跟随放大器（4）的另一路输出与桥压正调理电路（5）的输入端连接；所述桥压正调理电路（5）的输出端与所述桥压正驱动电路（6）的输入端连接；所述桥压正驱动电路（6）的一路输出连接传感器（8）的桥压正供电端，所述桥压正驱动电路（6）的另一路输出经桥压正电压跟随放大器（7）连接桥压正调理电路（5），形成深度负反馈；
所述传感器（8）的输出信号发送到差分输入放大电路（9），所述差分输入放大电路（9）、信号调理电路（10）、A/D转换电路（11）依次连接，将测量的反馈信号发送至主控单元（1）；
所述传感器桥压管理电路、所述传感器反馈测量电路共同组成传感器桥压管理及传感器反馈测量单元。


2.根据权利要求1所述的试验加载控制系统，其特征在于，所述桥压负调理电路（2）包括运算放大器U1、输入电阻R1、输入电阻R2、接地电阻R3、桥压调理电阻、电容C1；所述主控单元（1）输出的桥压值经输入电阻R1输入所述运算放大器U1的负输入端V-，所述桥压负电压跟随放大器（4）的负反馈信号经输入电阻R2输入所述运算放大器U1的负输入端V-；所述运算放大器U1的正输入端V+经接地电阻R3接地；所述电容C1安装在所述运算放大器U1的输出端Vb-与负输入端V-之间；所述桥压调理电阻与所述输入电阻R1或者所述输入电阻R2并联。


3.根据权利要求1所述的试验加载控制系统，其特征在于，所述桥压负调理电路（2）包括运算放大器U1、输入电阻R1、输入电阻R2、接地电阻R3、电容C1；所述主控单元（1）输出的桥压值经输入电阻R1输入所述运算放大器U1的负输入端V-，所述桥压负电压跟随放大器（4）的负反馈信号经输入电阻R2输入所述运算放大器U1的负输入端V-；所述运算放大器U1的正输入端V+经接地电阻R3接地；所述电容C1安装在所述运算放大器U1的输出端Vb-与负输入端V-之间；所述输入电阻R1、输入电阻R2均为可调电阻，或者所述输入电阻R1、输入电阻R2可拆卸安装在所述桥压负调理电路（2）中。


4.根据权利要求1所述的试验加载控制系统，其特征在于，所述信号调理电路（10）包括运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳瑜，刘海峰，周俊，刘畅，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51