【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号调理电路设计，具体涉及一种航空用冷却效果探测器信号转换电路。
技术介绍
1、冷却效果探测器是利用热扩散原理实现对气体流量的测量，具有结构简单、宽量程比、高可靠性、管路压力损失小等优点，在微小流量测量方面具有很大优势。已经普遍应用在各个行业中氧气、天然气、煤气、汽车尾气、工业废气以及混合气体流量的测量。冷却效果探测器目前主流测量方法采用恒温差测量法，即保证探测器测速探头与测温探头的温差恒定，通过测速探头加热电流来计算流量。为降低产品功率，一般测速探头与测温探头温差不会太大，这将会导致在低流速条件下，因测量管路气流中的水汽会在探头表面附着造成温差过大，影响探测器的测量精度和响应时间。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：提供了一种航空用冷却效果探测器信号转换电路。本专利技术解决了航空用冷却效果探测器低流速条件下探头避免水汽附着问题，改善了探测器测量精度和响应时间。
2、本专利技术的技术方案是：一种航空用冷却效果探测器信号转换电路，包括电压调整器u1、运算放大器u2、电阻r1～r7；电压调整器u1输入端vin+、vin-分别与电源正、电源地gnd相连，使能控制端通过电阻r4与电源地gnd连接；电压调整器u1的调整端fb分别连接调节电阻r5、电阻r6和电阻r7的一端，电压调整器u1的输出端out连接电感l1的一端；调节电阻r5另一端接电源地gnd；电阻r7和电感l1的另一端连接形成公共端后经电桥接地；电桥还与运算放大器u2输入端连接，运算放大器u2输出端与电
3、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，所述的电桥由双桥臂构成，其中一个桥臂由电阻r1和测速探头rw串联构成，另一个桥臂由电阻r2、电阻r3和温度探头rc依次串联构成；电阻r1、r2的公共端与电阻r7、电感l1的公共端连接，测速探头rw和温度探头rc的公共端接电源地gnd；电阻r1和测速探头rw的公共端接运算放大器u2的正反馈输入端，电阻r2、r3的公共端接接运算放大器u2的负反馈输入端。
4、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，流体低流速时采用恒功率测量法，高流速时采用恒温差测量法。
5、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，恒功率测量法中，电压调整器u1输出电压通过下述公式确定，
6、
7、式中：
8、v3为运算放大器u2输出电压；
9、vcc为电压调整器输出电压,低流速状态下，输出电压为运算放大器供电电压；
10、vbf为电压调整器调整端电压；
11、r5～r7为电路中对应电阻阻值。
12、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，vbf为1.23v。
13、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，恒温差测量法中，测速探头和测温探头温差通过下述公式确定，
14、
15、式中：
16、rw0为测速探头中加热铂电阻探头0℃时阻值；
17、rc0为测温探头中测温铂电阻探头0℃时阻值；
18、a、b分别为铂电阻阻值计算公式中各个系数；
19、r3为电路中温差调节电阻r3的阻值。
20、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，铂电阻阻值计算公式如下：
21、rt＝r0(1+a*t+b*t2)
22、式中：
23、rt为铂电阻在t℃时阻值；
24、r0为铂电阻在0℃时阻值；
25、a、b分别为3.9083e-3和-5.775e-7。
26、前述的航空用冷却效果探测器信号转换电路中，电压调整器u1输入端vin+、vin-间接电容c1，电压调整器u1输出端out还经电容c1接电源地gnd，运算放大器u2的负供电端经电容c3接入电源。
27、本专利技术的优点是：
28、本专利技术将恒功率测量法与恒温差测量方法进行结合，在低风速条件下采用恒功率测量法进行测量，高风速条件下采用恒温差方法进行测量。使加热探头在低风速下具有较高的加热温度，避免空气中的水汽附着在探头上影响测量精度和响应时间，同时在高风速条件下降低功耗，满足机上对功耗限制的要求。
29、本专利技术提出的一种结合恒功率测量和恒温差测量的信号转换电路，在低流速时采用恒功率法进行测量，是加热探头具有较高的温度，避免水汽附着，可以有效的提高冷却效果探测器的测量精度和响应时间(低流速条件下精度和响应时间分别提升50％和40％)，实现测量探头的免清洁设计。同时在高流速时，采用恒温差法进行测量，降低探头间温差，减少功率损耗，尤其在测量气流温度较高时功耗降低约60％，同时可以有效提升探头的工作寿命。
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1.一种航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，包括电压调整器U1、运算放大器U2、电阻R1～R7；电压调整器U1输入端Vin+、Vin-分别与电源正、电源地GND相连，使能控制端通过电阻R4与电源地GND连接；电压调整器U1的调整端FB分别连接调节电阻R5、电阻R6和电阻R7的一端，电压调整器U1的输出端OUT连接电感L1的一端；调节电阻R5另一端接电源地GND；电阻R7和电感L1的另一端连接形成公共端后经电桥接地；电桥还与运算放大器U2输入端连接，运算放大器U2输出端与电阻R6的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，所述的电桥由双桥臂构成，其中一个桥臂由电阻R1和测速探头Rw串联构成，另一个桥臂由电阻R2、电阻R3和温度探头Rc依次串联构成；电阻R1、R2的公共端与电阻R7、电感L1的公共端连接，测速探头Rw和温度探头Rc的公共端接电源地GND；电阻R1和测速探头Rw的公共端接运算放大器U2的正反馈输入端，电阻R2、R3的公共端接接运算放大器U2的负反馈输入端。
3.如权利要求1所述的航空用冷却效果探
4.如权利要求3所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，恒功率测量法中，电压调整器U1输出电压通过下述公式确定，
5.如权利要求4所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，VBF为1.23V。
6.如权利要求3所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，恒温差测量法中，测速探头和测温探头温差通过下述公式确定，
7.如权利要求6所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，铂电阻阻值计算公式如下：
8.如权利要求1所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，电压调整器U1输入端Vin+、Vin-间接电容C1，电压调整器U1输出端OUT还经电容C1接电源地GND，运算放大器U2的负供电端经电容C3接入电源。
...【技术特征摘要】
1.一种航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，包括电压调整器u1、运算放大器u2、电阻r1～r7；电压调整器u1输入端vin+、vin-分别与电源正、电源地gnd相连，使能控制端通过电阻r4与电源地gnd连接；电压调整器u1的调整端fb分别连接调节电阻r5、电阻r6和电阻r7的一端，电压调整器u1的输出端out连接电感l1的一端；调节电阻r5另一端接电源地gnd；电阻r7和电感l1的另一端连接形成公共端后经电桥接地；电桥还与运算放大器u2输入端连接，运算放大器u2输出端与电阻r6的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的航空用冷却效果探测器信号转换电路，其特征在于，所述的电桥由双桥臂构成，其中一个桥臂由电阻r1和测速探头rw串联构成，另一个桥臂由电阻r2、电阻r3和温度探头rc依次串联构成；电阻r1、r2的公共端与电阻r7、电感l1的公共端连接，测速探头rw和温度探头rc的公共端接电源地gnd；电阻r1和测速探头rw的公共端接运算放大器u2的正反馈输入端，电阻r2、r...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，王新乐，刘庆辉，
申请(专利权)人：天津航空机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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