CN112325979A - 动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于监测和控制技术领域，针对传统的信号调理电路存在的精度、稳定性较差，电路稳定时间较长的问题，提供一种动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统及方法，系统主要包括空载稳定电路和采样保持和滤波电路等，该方法包括：利用动态电压信号进行闭环控制、快稳定采样保持和滤波电路和空载稳定电路，缩减了电容采集调理电路稳定时间，能够完成多测量通道电容信号的循环调理采集；同时增加的空载稳定电路和快稳定采样保持和滤波电路不影响采集精度和抗干扰能力；本发明测量精度高、抗干扰强，易于实现，能有效减小多路电容调理成本。适用于工业嵌入式监测和航空类电子产品。
Description
技术领域
本发明属于监测和控制技术领域，主要用于航空燃油量、滑油量监测。具体涉及一种动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统及方法，在线实时多测量通道监测燃油液位，为控制和监测系统提供精确的燃油量信息。
背景技术
在航空发动机状态监测和控制中，对燃油液位进行监测，为发动机控制系统和飞机系统提供精确的燃油量信息以及超限告警信息，关系着发动机的正确控制和飞行安全，对于航空领域具有重要意义。航空燃油量、滑油量的准确采集，一般采用电容式传感器，能够方便地将液位量转变为电容量，实现对液位的监测和控制。
目前航空发动机中多采用的是电容式油量传感器，电容式油量传感器在接收到一定幅值一定频率的交流激励信号后，输出pF级的微小电容信号。通过专用电路及信号调理方法可以推算得到整机油量。传统的信号调理电路一般精度、稳定性较差，电路稳定时间较长；如中国专利CN108613715A，公开一种“基于交流比例法的航空油量传感器采集系统”，其主要原理为将激励交流电压信号经过被采集的电容转换为电荷信号，在经过电荷放大器和精密整流滤波电路转换为直流电压信号，此直流电压信号和电容值大小存在确定关系，可计算出被测电容值，但是由于电荷信号的微弱性、系统的开环测试原理，抗干扰能力较差，有效值调理电路稳定时间较长，导致信号刷新率低等缺点；再如中国专利CN108225495A，公开“一种电容式液位传感器在线测量方法及其系统”主要原理为通过被采集电容构成一个变频三角波振荡电路，信号频率和电容值存在确定关系，可计算出被测电容值，但是由于系统的开环特性和寄生电容的影响，导致抗干扰能力较差，特别是对于自激振荡电路而言，自激频率误差受多方面因素影响，比如电阻精度、稳压管电压精度，因此整个电路稳定时间较长，精度较差。
发明内容
针对传统的信号调理电路存在的精度、稳定性较差，电路稳定时间较长的问题，本发明提出了一种动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统及方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特殊之处在于：包括激励电路、驱动器、防护电路、n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元、CPU及电压反馈电路；其中n为大于等于1的正整数；
上述激励电路、驱动器、防护电路依次电连接；
待测电容传感器Cx位于防护电路与n个空载稳定电路之间；
上述n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元与CPU依次电连接；
上述电压反馈电路的输入端与积分放大电路的输出端连接，电压反馈电路的输出端与多测量通道采集控制器的输出端连接；
上述激励电路用于输出正负幅值相等的交流方波激励信号；上述驱动器用于对交流方波激励信号放大；上述防护电路用于对静电、雷电防护；交流方波激励信号依次经过电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号；
n个空载稳定电路的输入端分别与各个测量通道待测电容传感器Cx输出端连接，用于稳定流过空载状态测量通道待测电容传感器Cx的交流电流信号；上述空载状态测量通道为未接通的测量通道；
上述多测量通道采集控制器的输入端分别与各个空载稳定电路的输出端连接，用于选择接通各个测量通道；
将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流做差；
上述电流转换电压电路用于将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号；上述积分放大电路用于对电压信号进行放大，输出放大后的交流动态电压；上述电压反馈电路用于将该放大的交流动态电压反馈给参考电容Cref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；上述采样保持和滤波电路用于对交流动态电压信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；上述A/D采集单元用于将Vout_p转化为数字信号，上述CPU用于采集Vout_p数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：
Vout_p＝2×Cx×Vexe_p/Cref，式中：Vout_p单位为V；Cx为油量传感器待测电容，单位为pF；Vexe_p为交流激励信号峰值电压，单位为V；Cref为参考电容，单位为pF。
进一步地，上述空载稳定电路包括电阻R1与对地电容C1，上述电阻R1的一端与待测电容传感器测量通道的输出端连接，上述电阻R1的另一端与对地电容C1一端及多测量通道采集控制器的输入端连接；上述对地电容C1的另一端接地。
进一步地，上述采样保持和滤波电路包括SPST3(ON)、电阻R2、电容C2、跟随器及两个二极管；
上述SPST3(ON)的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST3(ON)的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端通过电容C2接地同时与跟随器的正向输入端连接，跟随器的输出端与反向输入端及A/D采集单元的输入端连接；两个二极管并联在电阻R2的两端，其中一个二极管的阳极与电阻R2的一端连接，另一个二极管的阴极与电阻R2的一端连接。
进一步地，上述电压反馈电路包括第三基准电压源、SPST2(ON)开关、SPST2(OFF)开关与参考电容Cref；上述SPST2(ON)开关的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST2(ON)开关的另一端与参考电容Cref的一端连接；第三基准电压源的输出端与SPST2(OFF)开关的一端连接，SPST2(OFF)开关的另一端与参考电容Cref的一端连接；参考电容Cref的另一端与多测量通道采集控制器的输出端连接。
进一步地，上述电流转换电压电路包括电容C3、电阻R3、电阻R4、电容C4、SPST4(ON)与SPST4(OFF)；
上述电容C3的一端与多测量通道采集控制器的输出端及电压反馈电路的输出端连接，上述电容C3的另一端与电阻R3及电阻R4的一端连接，上述电阻R3的另一端与SPST4(ON)开关的一端连接，SPST4(ON)开关的另一端接地；上述电阻R4的另一端与SPST4(OFF)开关的一端连接，SPST4(OFF)开关的另一端通过电容C4接地同时与积分放大电路的输入端连接。
进一步地，上述激励电路包括第一基准电压源、第二基准电压源、SPST1(ON)开关及SPST1(OFF)开关；第一基准电压源的输出端与SPST1(ON)开关的一端连接，第二基准电压源的输出端与SPST1(OFF)开关的一端连接，SPST1(ON)开关与SPST1(OFF)开关的另一端均与驱动器的正向输入端连接。
进一步地，正负幅值相等的交流方波激励信号的占空比为50％。
本发明还提供一种基于上述动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统的调理方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
步骤1：处理器控制激励电路输出正负幅值相等的交流方波激励信号，该交流方波激励信号依次经过驱动器、防护电路、电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号；
步骤2：通过待测电容传感器Cx的交流电流信号进入空载稳定电路；
步骤2.1：当多测量通道采集控制器未选择本测量通道接通时，被测电容的交流电流和空载稳定电路的对地电容形成电流回路，实现“对地电容”两端电压稳定(交流稳定)，避免空载过程中无电流回路，即在多路选择器接通本测量通道前，流过待测电容传感器Cx电流已处于稳定状态；
步骤2.2：当多路选择器选择本测量通道接通时，本测量通道对应待测电容传感器Cx的交流电流信号进入电流转换电压电路；已稳定的流过待测电容传感器Cx电流重新根据负载变化进入新的稳定状态；
步骤3：电流转换电压电路将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号，此电压信号再经过积分放大电路，输出放大后的交流动态电压；该放大的交流动态电压通过电压反馈电路反馈给参考电容Cref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；
步骤4：积分放大电路输出放大后的交流动态电压经过采样保持和滤波电路，采样保持和滤波电路对信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；此时的采样保持电压和被测电容成正比；
步骤5：A/D采集单元将Vout_p转化为数字信号，CPU采集Vout_p数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：
Vout_p＝2×Cx×Vexe_p/Cref，式中：Vout_p单位为V；Cx为油量传感器待测电容，单位为pF；Vexe_p为交流激励信号峰值电压，单位为V；Cref为参考电容，单位为pF。
进一步地，步骤1具体为：使用第一基准电压源与第二基准电压源输出幅值相等，正负相反的直流信号；使用方波信号控制SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关，使得正负相反的直流信号分别通过SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关和驱动器，变为交流方波激励信号；其中方波峰值电压Vexe_p由第一基准电压源与第二基准电压源和放大倍数决定，方波频率由SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关的开关频率决定，且SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关由同一个方波信号控制；该交流方波激励信号依次经过驱动器、防护电路、电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号。
进一步地，步骤3中使用方波信号控制SPST4(ON)开关与SPST4(OFF)开关，使得电流转换电压电路将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号；使用方波信号控制SPST2(ON)开关与SPST2(OFF)开关，使得电压反馈电路将滤波后的电压信号反馈给参考电容Cref；
步骤4中使用方波信号控制SPST3(ON)开关，使得采样保持和滤波电路对信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；
SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关、SPST2(ON)开关、SPST2(OFF)开关、SPST3(ON)开关、SPST4(ON)开关、SPST4(OFF)开关由同一个方波信号控制，上述方波信号由处理器控制产生。
本发明的有益效果是：
1、本发明相比较于传统的调理方法，利用动态电压信号进行闭环控制、快稳定采样保持和滤波电路和空载稳定电路，缩减了电容采集调理电路稳定时间，能够完成多测量通道电容信号的循环调理采集；同时增加的空载稳定电路和快稳定采样保持和滤波电路不影响采集精度和抗干扰能力且易于实现，减小多路电容调理采集成本。
2、本发明使用空载稳定电路，实现当多路选择器未选择本测量通道接通时，被测量电容电流的稳定功能，同时在采样保持和滤波电路添加二极管，二极管和采样保持和滤波电路电阻并联构成的快速采样保持和滤波电路，在初始阶段电流直接通过二极管流入电容，加速了稳定过程，趋于稳定时电流通过电阻流入电容，保证信号稳定精度。
3、本发明使用动态电压反馈功能，实现积分放大的交流动态电压直接反馈给参考电容Cref，相比于反馈采集保持电路电压反馈，动态电压反馈测量通道时间常数更小，滞后性小，电路稳定较快。
4、本发明多路选择器的前端添加空载稳定电路，实现被测电容的交流电流和空载稳定电路的对地电容形成电流回路，实现“对地电容”两端电压稳定(交流稳定)，避免空载过程中无电流回路，即在多路选择器接通本测量通道前，流过待测电容传感器Cx电流已处于稳定状态。
5、本发明处理器控制产生方波信号，激励信号产生和传感器输出信号调理使用同一频率和相位的方波信号控制相比较于传统的调理方法，利用调制解调的抗干扰特性，提高了电容检测的抗干扰能力。
附图说明
图1是动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统原理图；
图2是动态闭环控制快稳定多测量通道电容调理电路；
图3是空载稳定电路；
图4是电流转换电压电路；
图5是快稳定采样保持和滤波电路；
图6是积分放大电路；
图7是快稳定二极管启动时间仿真图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
请同时参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，其中，图1是动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统原理图，图2是动态闭环控制快稳定多测量通道电容调理电路，图3是空载稳定电路，图4是电流转换为电压电路，图5是快稳定采样保持和滤波电路，图6是积分放大电路图，图7是快稳定二极管启动时间仿真图。
从图1可以看出，本实施例动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，包括激励电路、驱动器、防护电路、n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元、CPU及电压反馈电路；其中n为大于等于1的正整数；
激励电路、驱动器、防护电路依次电连接；待测电容传感器Cx位于防护电路与n个空载稳定电路之间；n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元与CPU依次电连接；电压反馈电路的输入端与积分放大电路的输出端连接，电压反馈电路的输出端与多测量通道采集控制器的输出端连接。
激励电路用于输出正负幅值相等的交流方波激励信号；本实施例正负幅值相等的交流方波激励信号的占空比可以为50％。激励电路包括第一基准电压源、第二基准电压源、SPST1(ON)开关及SPST1(OFF)开关；第一基准电压源的输出端与SPST1(ON)开关的一端连接，第二基准电压源的输出端与SPST1(OFF)开关的一端连接，SPST1(ON)开关与SPST1(OFF)开关的另一端均与驱动器的正向输入端连接；本发明使用频率信号控制单刀单掷开关SPST1(ON)、SPST1(OFF)，实现对直流电压基准信号的调制，并输出交流方波激励信号；如，频率输出“1”，SPST1(ON)导通，SPST1(OFF)关闭；频率输出“0”，SPST1(ON)关闭，SPST1(OFF)导通。驱动器用于对交流方波激励信号放大；防护电路用于对静电、雷电防护，为常规电路；交流方波激励信号依次经过电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号；
n个空载稳定电路的输入端分别与各个测量通道待测电容传感器Cx的输出端连接，用于稳定流过空载状态测量通道待测电容传感器Cx的交流电流信号；上述空载状态测量通道为未接通的测量通道；如图3，本实施例其中一个空载稳定电路包括电阻R1与对地电容C1，上述电阻R1的一端与待测电容传感器测量通道的输出端连接，上述电阻R1的另一端与对地电容C1一端及多测量通道采集控制器的输入端连接；上述对地电容C1的另一端接地。
多测量通道采集控制器的输入端分别与各个空载稳定电路的输出端连接，用于选择接通各个测量通道；通过负反馈将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流做差。
电流转换电压电路用于将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号；如图4，本实施例电流转换电压电路包括电容C3、电阻R3、电阻R4、电容C4、SPST4(ON)与SPST4(OFF)；电容C3的一端与多测量通道采集控制器的输出端及电压反馈电路的输出端连接，电容C3的另一端与电阻R3及电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端与SPST4(ON)开关的一端连接，SPST4(ON)开关的另一端接地；电阻R4的另一端与SPST4(OFF)开关的一端连接，SPST4(OFF)开关的另一端通过电容C4接地同时与积分放大电路的输入端连接。
积分放大电路用于对电压信号进行放大，输出放大后的交流动态电压；本实施例积分放大电路如图6所示。电压反馈电路用于将该放大的交流动态电压反馈给参考电容Cref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；如图1及图2，本实施例电压反馈电路包括第三基准电压源、SPST2(ON)开关、SPST2(OFF)开关与参考电容Cref；上述SPST2(ON)开关的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST2(ON)开关的另一端与参考电容Cref的一端连接；第三基准电压源的输出端与SPST2(OFF)开关的一端连接，SPST2(OFF)开关的另一端与参考电容Cref的一端连接；参考电容Cref的另一端与多测量通道采集控制器的输出端连接。
采样保持和滤波电路用于对交流动态电压信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；如图5，本实施例采样保持和滤波电路包括SPST3(ON)、电阻R2、电容C2、跟随器及两个二极管；SPST3(ON)的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST3(ON)的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端通过电容C2接地同时与跟随器的正向输入端连接，跟随器的输出端与反向输入端及A/D采集单元的输入端连接；两个二极管并联在电阻R2的两端，其中一个二极管的阳极与电阻R2的一端连接，另一个二极管的阴极与电阻R2的一端连接。
A/D采集单元用于将Vout_p转化为数字信号，CPU用于采集Vout_p数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：
Vout_p＝2×Cx×Vexe_p/Cref，式中：Vout_p单位为V；Cx为油量传感器待测电容，单位为pF；Vexe_p为交流激励信号峰值电压，单位为V；Cref为参考电容，单位为pF。
通过下述调理方法实现：
步骤1：使用第一基准电压源与第二基准电压源输出幅值相等，正负相反的直流信号；使用方波信号控制SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关，使得正负相反的直流信号分别通过SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关和驱动器，变为交流方波激励信号；其中方波峰值电压Vexe_p由第一基准电压源与第二基准电压源和放大倍数决定，方波频率由SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关的开关频率决定，且SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关由同一个方波信号控制；该交流方波激励信号依次经过驱动器、防护电路、电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号。
步骤2：通过待测电容传感器Cx的交流电流信号进入空载稳定电路；
步骤2.1：当多测量通道采集控制器未选择本测量通道接通时，被测电容的交流电流和空载稳定电路的对地电容形成电流回路，实现“对地电容”两端电压稳定(交流稳定)，避免空载过程中无电流回路，即在多路选择器接通本测量通道前，流过待测电容传感器Cx电流已处于稳定状态；
步骤2.2：当多路选择器选择本测量通道接通时，本测量通道对应待测电容传感器Cx的交流电流信号进入电流转换电压电路；已稳定的流过待测电容传感器Cx电流重新根据负载变化进入新的稳定状态；
步骤3：使用方波信号控制SPST4(ON)开关与SPST4(OFF)开关，使得电流转换电压电路将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号，此电压信号再经过积分放大电路，输出放大后的交流动态电压；该放大的交流动态电压通过电压反馈电路反馈给参考电容Cref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；电压反馈电路中的SPST2(ON)开关与SPST2(OFF)也通过同一方波信号控制；
步骤4：积分放大电路输出放大后的交流动态电压经过采样保持和滤波电路，采样保持和滤波电路对信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；此时的采样保持电压和被测电容成正比；采样保持和滤波电路中的SPST3(ON)通过也通过上述方波信号控制；
步骤5：A/D采集单元将Vout_p转化为数字信号，CPU采集Vout_p数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：
Vout_p＝2×Cx×Vexe_p/Cref，式中：Vout_p单位为V；Cx为油量传感器待测电容，单位为pF；Vexe_p为交流激励信号峰值电压，单位为V；Cref为参考电容，单位为pF。
SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关、SPST2(ON)开关、SPST2(OFF)开关、SPST3(ON)开关、SPST4(ON)开关、SPST4(OFF)开关由同一个方波信号控制，上述方波信号由处理器控制产生。即信号调制和解调过程使用的SPST(ON)、SPST(OFF)由同一个占空比50％的方波信号控制，方波信号频率为10KHz，此方波信号频率范围一般为5KHz～30KHz。本实施例选择DG413系列SPST模拟电子开关。
图7为快稳定采样保持和滤波电路无二极管时电阻两端电压仿真结果，仿真结果表明：在多路选择器的本测量通道接通后，有较大的电压施加在电阻两端，电阻限制了电流快速增加，在趋于稳定阶段，电阻和电容构成的RC电路对信号具备滤波作用，提高了信号精度，本发明通过添加二极管和电阻并联，在初始阶段电流直接通过二极管流入电容，加速了稳定过程，趋于稳定时电流通过电阻流入电容，保证信号稳定精度。总之，既加速了稳定过程又保证了稳定后精度。
Claims (10)
1.一种动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：包括激励电路、驱动器、防护电路、n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元、CPU及电压反馈电路；其中n为大于等于1的正整数；
所述激励电路、驱动器、防护电路依次电连接；
待测电容传感器Cx位于防护电路与n个空载稳定电路之间；
所述n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元与CPU依次电连接；
所述电压反馈电路的输入端与积分放大电路的输出端连接，电压反馈电路的输出端与多测量通道采集控制器的输出端连接；
所述激励电路用于输出正负幅值相等的交流方波激励信号；所述驱动器用于对交流方波激励信号放大；所述防护电路用于对静电、雷电防护；交流方波激励信号依次经过电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号；
n个空载稳定电路的输入端分别与各个测量通道待测电容传感器Cx的输出端连接，用于稳定流过空载状态测量通道待测电容传感器Cx的交流电流信号；所述空载状态测量通道为未接通的测量通道；
所述多测量通道采集控制器的输入端分别与各个空载稳定电路的输出端连接，用于选择接通各个测量通道；
将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流做差；
所述电流转换电压电路用于将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号；所述积分放大电路用于对电压信号进行放大，输出放大后的交流动态电压；所述电压反馈电路用于将该放大的交流动态电压反馈给参考电容Cref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；所述采样保持和滤波电路用于对交流动态电压信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；所述A/D采集单元用于将Vout_p转化为数字信号，所述CPU用于采集Vout_p数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：
Vout_p＝2×Cx×Vexe_p/Cref，式中：Vout_p单位为V；Cx为油量传感器待测电容，单位为pF；Vexe_p为交流激励信号峰值电压，单位为V；Cref为参考电容，单位为pF。
2.根据权利要求1所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：
所述空载稳定电路包括电阻R1与对地电容C1，所述电阻R1的一端与待测电容传感器测量通道的输出端连接，所述电阻R1的另一端与对地电容C1一端及多测量通道采集控制器的输入端连接；所述对地电容C1的另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：
所述采样保持和滤波电路包括SPST3(ON)、电阻R2、电容C2、跟随器及两个二极管；
所述SPST3(ON)的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST3(ON)的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端通过电容C2接地同时与跟随器的正向输入端连接，跟随器的输出端与反向输入端及A/D采集单元的输入端连接；两个二极管并联在电阻R2的两端，其中一个二极管的阳极与电阻R2的一端连接，另一个二极管的阴极与电阻R2的一端连接。
4.根据权利要求3所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：
所述电压反馈电路包括第三基准电压源、SPST2(ON)开关、SPST2(OFF)开关与参考电容Cref；所述SPST2(ON)开关的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST2(ON)开关的另一端与参考电容Cref的一端连接；第三基准电压源的输出端与SPST2(OFF)开关的一端连接，SPST2(OFF)开关的另一端与参考电容Cref的一端连接；参考电容Cref的另一端与多测量通道采集控制器的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：
所述电流转换电压电路包括电容C3、电阻R3、电阻R4、电容C4、SPST4(ON)与SPST4(OFF)；
所述电容C3的一端与多测量通道采集控制器的输出端及电压反馈电路的输出端连接，所述电容C3的另一端与电阻R3及电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端与SPST4(ON)开关的一端连接，SPST4(ON)开关的另一端接地；所述电阻R4的另一端与SPST4(OFF)开关的一端连接，SPST4(OFF)开关的另一端通过电容C4接地同时与积分放大电路的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：
所述激励电路包括第一基准电压源、第二基准电压源、SPST1(ON)开关及SPST1(OFF)开关；第一基准电压源的输出端与SPST1(ON)开关的一端连接，第二基准电压源的输出端与SPST1(OFF)开关的一端连接，SPST1(ON)开关与SPST1(OFF)开关的另一端均与驱动器的正向输入端连接。
7.根据权利要求6所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：正负幅值相等的交流方波激励信号的占空比为50％。
8.一种基于权利要求1所述动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统的调理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：处理器控制激励电路输出正负幅值相等的交流方波激励信号，该交流方波激励信号依次经过驱动器、防护电路、电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号；
步骤2：通过待测电容传感器Cx的交流电流信号进入空载稳定电路；
步骤2.1：当多测量通道采集控制器未选择本测量通道接通时，对应流过本测量通道待测电容传感器Cx的交流电流经空载稳定电路稳定，避免空载过程中无电流回路；
步骤2.2：当多路选择器选择本测量通道接通时，本测量通道对应待测电容传感器Cx的交流电流信号进入电流转换电压电路；
步骤3：电流转换电压电路将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号，此电压信号再经过积分放大电路，输出放大后的交流动态电压；该放大的交流动态电压通过电压反馈电路反馈给参考电容Cref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；
步骤4：积分放大电路输出放大后的交流动态电压经过采样保持和滤波电路，采样保持和滤波电路对信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；
步骤5：A/D采集单元将Vout_p转化为数字信号，CPU采集Vout_p数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：
Vout_p＝2×Cx×Vexe_p/Cref，式中：Vout_p单位为V；Cx为油量传感器待测电容，单位为pF；Vexe_p为交流激励信号峰值电压，单位为V；Cref为参考电容，单位为pF。
9.根据权利要求8所述的调理方法，其特征在于，步骤1具体为：使用第一基准电压源与第二基准电压源输出幅值相等，正负相反的直流信号；使用方波信号控制SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关，使得正负相反的直流信号分别通过SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关和驱动器，变为交流方波激励信号；其中方波峰值电压Vexe_p由第一基准电压源与第二基准电压源和放大倍数决定，方波频率由SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关的开关频率决定，且SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关由同一个方波信号控制；该交流方波激励信号依次经过驱动器、防护电路、电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号。
10.根据权利要求8所述的调理方法，其特征在于：步骤3中使用方波信号控制SPST4(ON)开关与SPST4(OFF)开关，使得电流转换电压电路将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容Cref电流差值转换为电压信号；使用方波信号控制SPST2(ON)开关与SPST2(OFF)开关，使得电压反馈电路将滤波后的电压信号反馈给参考电容Cref；
步骤4中使用方波信号控制SPST3(ON)开关，使得采样保持和滤波电路对信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号Vout_p；
SPST1(ON)开关、SPST1(OFF)开关、SPST2(ON)开关、SPST2(OFF)开关、SPST3(ON)开关、SPST4(ON)开关、SPST4(OFF)开关由同一个方波信号控制，所述方波信号由处理器控制产生。
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