涡轮流量传感器输出频率测量电路制造技术

本实用新型专利技术属于流量测量技术，涉及对涡轮流量传感器输出频率测量电路的改进。它包括一个涡轮流量传感器P，其特征在于，涡轮流量传感器输出频率测量电路由涡轮流量传感器P、整数部分预处理电路[1]、小数部分预处理电路[2]和单片机电路[3]组成；整数部分预处理电路[1]由三极管T、光电隔离器U1、与门U2、电阻R1和R2、电容C1以及二极管D1组成；小数部分预处理电路[2]由电阻R3、R4、R5、R6、电容C2、运算放大器U3、与门U4组成。本实用新型专利技术大大提高了涡轮流量传感器的流量测量精度，满足了新型发动机喷嘴瞬时流量的测量需要。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于流量测量技术，涉及对涡轮流量传感器输出频率测量电路的改进。
技术介绍
目前的航空发动机喷嘴瞬时流量的测量装置，采用涡轮流量传感器给出代表流量的正弦或者方波信号，测量电路为纯数字逻辑电路，在规定的门限内对涡轮流量传感器输出的正弦或者方波信号进行计数得到频率值，然后把频率值换算成流量值。其缺点是流量测量精度不高，不能满足新型发动机流量测量的精度要求。具体地说，首先，现有测量装置的频率测量电路不能保证门限的起始时刻与信号的起始时刻同步，从而产生计数误差； 其次，对于最后一个信号周期的残余波形无法计量，从而忽略了小数部分，造成流量测量误差。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种能提高流量测量精度的涡轮流量传感器输出频率测量电路，以满足新型发动机喷嘴瞬时流量的测量需要。本技术的技术方案是涡轮流量传感器输出频率测量电路，包括一个涡轮流量传感器P，其特征在于，涡轮流量传感器输出频率测量电路由涡轮流量传感器P、整数部分预处理电路、和单片机电路组成；(1)整数部分预处理电路1由三极管T、光电隔离器U1、与门U2、电阻Rl和R2、电容Cl以及二极管Dl组成；涡轮流量传感器P的信号输出端Pl串联电阻Rl后与三极管T 的基极连接，涡轮流量传感器P的接地端P2接地，涡轮流量传感器P的电源输入端P3与 +24V连接，电阻R2的一端、电容Cl的一端和二极管Dl的负极与三极管T的基极连接，电阻 R2的另一端、电容Cl的另一端和二极管Dl的正极接地，三极管T的发射极接地，三极管T 的集电极与光电隔离器Ul的信号输入端连接，光电隔离器Ul的电源输入端与+24V连接， 光电隔离器Ul的接地端接地，光电隔离器Ul的信号输出端和与门U2的输入端连接，与门 U2的输出端为整数部分预处理电路1的输出端；(2)小数部分预处理电路2由电阻R3、R4、R5、R6、电容C2、运算放大器U3、与门U4 组成；涡轮流量传感器P的信号输出端Pl串联电阻R3后与运算放大器U3的同相端连接， 电容C2的一端与运算放大器U3的同相端连接，电容C2的另一端接地，电阻R4的一端接运算放大器U3的反相端，电阻R4的另一端接运算放大器U3的输出端，电阻R5的一端接运算放大器U3的反相端，电阻R5的另一端接地，电阻R6的一端与运算放大器U3的输出端连接， 电阻R6的另一端和与门U4的输入端连接，与门U4的输出端为小数部分预处理电路2的输出端；(2)单片机电路3由单片机TO和高精度晶体振荡器X组成，单片机TO的电源输入端VCC与+5V连接，单片机TO的接地端GND接地，单片机TO的复位端RST端接+5V，晶体振3荡器X的信号输出端OSC与单片机TO的时钟输入端XTALl连接，晶体振荡器X的接地端接地，晶体振荡器X的电源输入端与+5V连接，整数部分预处理电路1的输出与单片机U5的第一外部中断输入端INTO连接，小数部分预处理电路2的输出与单片机TO的第二外部中断输入端INTl连接，单片机TO的输出端OUT与显示设备的输入端连接，单片机TO的通讯端TXD与通讯设备连接。本技术的优点是大大提高了涡轮流量传感器的流量测量精度，满足了新型发动机喷嘴瞬时流量的测量需要。试验证明，本技术将流量测量精度提高了 3个数量级，从个位数提高到小数点后第3位。附图说明图1是本技术的电路原理图。具体实施方式下面对本技术做进一步详细说明。参见图1，涡轮流量传感器输出频率测量电路，包括一个涡轮流量传感器P，其特征在于，涡轮流量传感器输出频率测量电路由涡轮流量传感器P、整数部分预处理电路1、和单片机电路3组成；(1)整数部分预处理电路1由三极管T、光电隔离器U1、与门U2、电阻Rl和R2、电容Cl以及二极管Dl组成；涡轮流量传感器P的信号输出端Pl串联电阻Rl后与三极管T 的基极连接，涡轮流量传感器P的接地端P2接地，涡轮流量传感器P的电源输入端P3与 +24V连接，电阻R2的一端、电容Cl的一端和二极管Dl的负极与三极管T的基极连接，电阻 R2的另一端、电容Cl的另一端和二极管Dl的正极接地，三极管T的发射极接地，三极管T 的集电极与光电隔离器Ul的信号输入端连接，光电隔离器Ul的电源输入端与+24V连接， 光电隔离器Ul的接地端接地，光电隔离器Ul的信号输出端和与门U2的输入端连接，与门 U2的输出端为整数部分预处理电路1的输出端；(2)小数部分预处理电路2由电阻R3、R4、R5、R6、电容C2、运算放大器U3、与门U4 组成；涡轮流量传感器P的信号输出端Pl串联电阻R3后与运算放大器U3的同相端连接， 电容C2的一端与运算放大器U3的同相端连接，电容C2的另一端接地，电阻R4的一端接运算放大器U3的反相端，电阻R4的另一端接运算放大器U3的输出端，电阻R5的一端接运算放大器U3的反相端，电阻R5的另一端接地，电阻R6的一端与运算放大器U3的输出端连接， 电阻R6的另一端和与门U4的输入端连接，与门U4的输出端为小数部分预处理电路2的输出端；(2)单片机电路3由单片机TO和高精度晶体振荡器X组成，单片机TO的电源输入端 VCC与+5V连接，单片机U5的接地端GND接地，单片机U5的复位端RST端接+5V，晶体振荡器X的信号输出端OSC与单片机TO的时钟输入端XTALl连接，晶体振荡器X的接地端接地， 晶体振荡器X的电源输入端与+5V连接，整数部分预处理电路1的输出与单片机TO的第一外部中断输入端INTO连接，小数部分预处理电路2的输出与单片机TO的第二外部中断输入端INTl连接，单片机TO的输出端OUT与显示设备的输入端连接，单片机TO的通讯端TXD 与通讯设备连接。本技术的工作原理是涡轮流量传感器P的输出信号分两路分别进入到整数部分预处理电路1和小数部分预处理电路2中，在整数部分预处理电路1中，信号通过Rl4驱动三极管T将信号整形成方波并驱动光电隔离器Ul进行信号的隔离，输出信号再经U2 缓冲、整形后输出到单片机U5的第一外部中断输入端INTO。小数部分预处理电路2中，信号先经过运算放大器U3放大并由U4缓冲、整形后输出到单片机TO的第二外部中断输入端 INTl。接于油路中的涡轮流量传感器P将油路中介质流动的流量转换成一定幅值、相应频率的方波或正弦波电信号，其频率在OKHz 3KHz之间，输出信号频率与流量成正比。测量电路在设定的门限时间内对涡轮流量传感器P输出的正弦波信号进行计数，即可得到瞬时流量值。本技术电路中，整数部分测量的原理是开始测量时，应保证待测信号的起始时刻与门限起始时刻保持同步，在电路中，流量信号整数部分预处理电路1的输出与单片机U5的第一外部中断输入端INTO连接，单片机U5首先对该输出信号进行下降沿的判断， 在待测信号的下降沿时刻，立即引发单片机的INT中断，进入中断则马上启动对门限内正弦波信号脉冲的计数，直到门限结束为止，如此，可完成在一定门限内对待测信号频率的整数部分的测量。小数部分测量的原理是单片机利用高精度晶体振荡器X的时钟信号对待测信号的残缺脉冲(即小数部分)进行细分，测出单片机TO的第二外部中断输入端INTl上待测信号每个周波的周期值、并存储，i = 1,2,......n，在门限的结束时刻，所测出待测信号的第η个本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．涡轮流量传感器输出频率测量电路，包括一个涡轮流量传感器Ｐ，其特征在于，涡轮流量传感器输出频率测量电路由涡轮流量传感器Ｐ、整数部分预处理电路［１］、和单片机电路［３］组成；（１）整数部分预处理电路［１］由三极管Ｔ、光电隔离器Ｕ１、与门Ｕ２、电阻Ｒ１和Ｒ２、电容Ｃ１以及二极管Ｄ１组成；涡轮流量传感器Ｐ的信号输出端Ｐ１串联电阻Ｒ１后与三极管Ｔ的基极连接，涡轮流量传感器Ｐ的接地端Ｐ２接地，涡轮流量传感器Ｐ的电源输入端Ｐ３与＋２４Ｖ连接，电阻Ｒ２的一端、电容Ｃ１的一端和二极管Ｄ１的负极与三极管Ｔ的基极连接，电阻Ｒ２的另一端、电容Ｃ１的另一端和二极管Ｄ１的正极接地，三极管Ｔ的发射极接地，三极管Ｔ的集电极与光电隔离器Ｕ１的信号输入端连接，光电隔离器Ｕ１的电源输入端与＋２４Ｖ连接，光电隔离器Ｕ１的接地端接地，光电隔离器Ｕ１的信号输出端和与门Ｕ２的输入端连接，与门Ｕ２的输出端为整数部分预处理电路［１］的输出端；（２）小数部分预处理电路［２］由电阻Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、电容Ｃ２、运算放大器Ｕ３、与门Ｕ４组成；涡轮流量传感器Ｐ的信号输出端Ｐ１串联电阻Ｒ３后与运算放大器Ｕ３的同相端连接，电容Ｃ２的一端与运算放大器Ｕ３的同相端连接，电容Ｃ２的另一端接地，电阻Ｒ４的一端接运算放大器Ｕ３的反相端，电阻Ｒ４的另一端接运算放大器Ｕ３的输出端，电阻Ｒ５的一端接运算放大器Ｕ３的反相端，电阻Ｒ５的另一端接地，电阻Ｒ６的一端与运算放大器Ｕ３的输出端连接，电阻Ｒ６的另一端和与门Ｕ４的输入端连接，与门Ｕ４的输出端为小数部分预处理电路［２］的输出端；（２）单片机电路［３］由单片机Ｕ５和高精度晶体振荡器Ｘ组成，单片机Ｕ５的电源输入端ＶＣＣ与＋５Ｖ连接，单片机Ｕ５的接地端ＧＮＤ接地，单片机Ｕ５的复位端ＲＳＴ端接＋５Ｖ，晶体振荡器Ｘ的信号输出端ＯＳＣ与单片机Ｕ５的时钟输入端ＸＴＡＬ１连接，晶体振荡器Ｘ的接地端接地，晶体振荡器Ｘ的电源输入端与＋５Ｖ连接，整数部分预处理电路［１］的输出与单片机Ｕ５的第一外部中断输入端ＩＮＴ０连接，小数部分预处理电路［２］的输出与单片机Ｕ５的第二外部中断输入端ＩＮＴ１连接，单片机Ｕ５的输出端ＯＵＴ与显示设备的输入端连接，单片机Ｕ５的通讯端ＴＸＤ与通讯设备连接。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅文军，何新福，方世杰，李发展，
申请(专利权)人：贵州黎阳航空动力有限公司，
类型：实用新型
国别省市：52