CN114047093A - 一种油量测量变换电路及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及频率信号测量技术领域，公开了一种油量测量变换电路，包括直流稳压模块、直流滤波模块、电源逆变模块、频率调节模块和通信模块，其中：直流稳压模块，用于输入直流电源，令输入的直流电源经过直流稳压模块，输出稳压直流电流；直流滤波模块，用于对将稳压直流电流进行滤波，输出滤波直流电源；电源逆变模块，用于对滤波直流电流进行电源逆变，生成交流电源；通信模块，用于连接交流电源和外部传感器，外部传感器包括油量传感器和温度传感器。本发明还公开了一种油量测量变换电路的工作方法。
Description
技术领域
本发明涉及频率信号测量技术领域，具体地说，是一种油量测量变换电路及其工作方法，用于测量液体密度和提高传统谐振式密度测量方式的参数，在测量精度、重复性及长期工作稳定性上表现良好。
背景技术
在实际中，油量测量系统有多种测量原理，其中平衡式交流电桥测量原理还广泛应用于实际产品中，该原理必须使用交流115V电源。就目前使用情况来看，此测量原理有比较明显的技术缺陷：对交流115V电源的品质有显著依赖特性，当交流115V电源频率变化或幅值变化时会导致油量值跳变。目前飞机机载设备大量采用直流供电，多数飞机已不再给机载设备提供交流115V电源，交流115V电源的需求逐渐小。因此采用平衡式交流电桥测量原理的油量测量系统所需的交流115V电源只能通过机上直流电源进行变换，并且需要保证逆变后交流115V电源的稳定性。
为解决采用平衡式交流电桥测量原理的油量测量系统对交流115V电源的依耐性问题，特研发了一种可调频率DC/AC逆变器，能够提高交流115V电源的稳定性，解决飞机油量值跳变的技术问题，同时结合RS442通信协议，提高了接口的可用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油量测量变换电路及其工作方法，用于测量液体密度和提高传统谐振式密度测量方式的参数，在测量精度、重复性及长期工作稳定性上表现良好。
本发明通过下述技术方案实现：一种油量测量变换电路，包括直流稳压模块、直流滤波模块、电源逆变模块、频率调节模块和通信模块，其中：
直流稳压模块，用于输入直流电源，令输入的直流电源经过直流稳压模块，输出稳压直流电流；
直流滤波模块，用于对将稳压直流电流进行滤波，输出滤波直流电源；
电源逆变模块，用于对滤波直流电流进行电源逆变，生成交流电源；
通信模块，用于连接交流电源和外部传感器，外部传感器包括油量传感器和温度传感器。
为了更好地实现本发明，进一步地，直流稳压模块输入的直流电源选择28V。
为了更好地实现本发明，进一步地，电源逆变模块将输入的28V电源变成115V的交流电源，并将频率调节电路外置，手动调节115V的交流电源的频率。
为了更好地实现本发明，进一步地，通信模块选用RS442通信。
为了更好地实现本发明，进一步地，本发明还公开了一种油量测量变换电路的工作方法，工作方法包括以下步骤：
步骤S1.在直流稳压模块输入直流电源，输出稳压直流电流；
步骤S2.在直流滤波模块输入稳压直流电流，输出滤波直流电流；
步骤S3.在电源逆变模块输入滤波直流电流，生成交流电源；
步骤S4.在通信模块使用RS442通信协议连接交流电源、油量传感器和温度传感器；
步骤S5.将油量传感器采样值和温度传感器采样值输入进油量测试计算机进行测量。
为了更好地实现本发明，进一步地，步骤S4包括：
在通信模块的RS442通信接口中，以底层字节为单位进行通信；
RS442通信协议采用ASCII码通信协议，并设置数据长度和通信数据包，通信数据包包括数据包、命令包和应答包；
在RS442通信协议中选用数据包为单位通信；
在通信数据包内引入字节偶校验和帧校验，以检测通信中的数据错误；
通过通信模块连接油量传感器和温度传感器。
为了更好地实现本发明，进一步地，步骤S4包括：
在通信模块的RS442通信接口中，以底层字节为单位进行通信；
RS442通信协议采用ASCII码通信协议，并设置数据长度和通信数据包，通信数据包包括数据包、命令包和应答包；
在RS442通信协议中选用数据包为单位通信；
在通信数据包内引入字节偶校验和帧校验，以检测通信中的数据错误；
通过通信模块连接油量传感器和温度传感器。
为了更好地实现本发明，进一步地，采用平衡式交流电桥测量原理对油量传感器的采样值进行测量；
将115V交流电流进行变换，获取两种交流电源，分别为36V交流电源和12V交流电源；
两种交流电源分别为平衡式交流电桥测量原理的工作电源和激励电源。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明使用了RS442通信协议，提高了接口的可用性；
(2)本发明采用平衡式交流电桥测量原理的油量测量系统对交流115V电源的依耐性问题，特研发了一种可调频率DC/AC逆变器，能够提高交流115V电源的稳定性，解决飞机油量值跳变的技术问题。
(3)本发明在以往的DC/AC变换器的基础上，增加了频率调节辅助电路，可以对输出的交流115V电源的频率进行适应性调整，满足不同的使用环境。同时对交流115V电源的电压值进行稳压处理，保证输出电压不受输入直流28V电压波动的影响，具有抗浪涌、抑尖峰的功效。最终输出一个电压稳定、频率可调的交流115V电源供油量测量系统使用，直接保证了油量值不受机上电源的干扰。
(4)本发明的输出的电源频率可以适应性调整，产品具有应用成本低，集成化高，可靠性高，功率小，抗干扰能力强等优势。可应用于采用平衡式交流电桥测量原理的油量测量系统设备中。
附图说明
本发明结合下面附图和实施例做进一步说明，本发明所有构思创新应视为所公开内容和本发明保护范围。
图1为本发明所提供的一种油量测量变换电路的结构示意图。
图2为本发明所提供的一种油量测量变换电路工作方法的流程图。
图3为本发明所提供的一种油量测量变换电路工作方法的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例的一种油量测量变换电路，如图1所示，本实施例可调频率DC/AC变换器的信号转换电路包括直流稳压模块，直流滤波模块，电源逆变模块，频率调节模块。输入直流28V电源经过稳压电路，再经过滤波电路，产生一个稳定可靠的直流电源，再经过电源逆变电路将直流28V电源变成交流115V电源，将频率调节电路外置，通过电路参数的手动设置调节交流115V电源的频率，最终得到一个适合的固定频率的交流115V电源。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，本发明目的是将直流28V电源变成交流115V电源，并可通过辅助电路的设置对交流115V电源的频率进行调节使其更加适用于测量电路的特性，所以直流稳压模块输入的直流电源选择28V。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，本实施例提供了一个DC/AC模块，将频率调节电路集成在芯片内部的厚膜集成元器件，包括一个厚膜集成电路，4个直插焊接引脚，4个固定螺孔。其功能是将直流28V电源变换成电压为115V、频率为350Hz～450Hz的交流电源，同时可通过辅助电路调节电路参数使输出频率发生改变。最终得到一个稳定可靠、特殊频率的交流电源。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例5
本实施例提供了一种油量测量变换电路的工作方法，如图2-3所示，本实施例可调频率DC/AC变换器的信号转换电路包括直流稳压模块，直流滤波模块，电源逆变模块，频率调节模块。输入直流28V电源经过稳压电路，再经过滤波电路，产生一个稳定可靠的直流电源，再经过电源逆变电路将直流28V电源变成交流115V电源，将频率调节电路外置，手动调节交流115V电源的频率，在油量测量中，油量测量计算机输入数据主要有：油量传感器采样值、温度传感器采样值等。
可调频率DC/AC变换器做到了逆变、隔离、调节的特性，是一种具有特殊应用的产品。
实施例6：
本实施例在实施例5的基础上做进一步优化，在本实施例中，RS422标准只对接口的电气特性做出规定而不涉及协议，因此我们可以定义自己的高层通信协议。在本实施例中，传感器节点和接入节点在底层以字节为单位通信，采用ASCII协议，数据长度为11位：1位起始位+8位数据+1位偶校验+1位停止位。在上层协议中采用数据包为单位通信。通信协议中使用了三种通信数据包：数据包、命令包和应答包。其中数据包定义为：长度为100个字节，前面98个字节为数据字节，后面2个字节为校验字节，校验字节为前98个字节以每2个为一组进行异或所得值；命令包定义为：长度为10个字节，第1个字节固定为0X02，代表这个数据包为命令包，第2个字节为命令类型标志字节，用来表明命令的类型，如请求发送数据命令、请求发送状态命令等。第2到第7字节为保留字节，暂时没有定义，固定为0，可以留待以后扩充功能。最后两个字节为校验字节，校验字节为前8个字节以每2个为一组进行异或所得值；应答包定义为：长度为10个字节，第1个字节固定为0X01，表明这个数据包为应答包，第2字节为接收是否正常标志字节，为0X01代表正常，0X00代表不正常。第3字节为接入节点和服务器通信故障是否错误标志字节，值0X01代表正常，0X00代表故障。第3到第7字节为保留字节，暂时没有定义，固定为0，留待以后扩充功能。最后两个字节为校验字节，校验字节为前8个字节以每2个为一组进行异或所得值。每种数据包均引入字节偶校验和帧校验，这样可以有效得检测到通信中的数据错误。
本实施例的其他部分与实施例5相同，故不再赘述。
实施例7：
本实施例在实施例5的基础上做进一步优化，在本实施例中油量传感器采样值为电容模拟量，需采用平衡式交流电桥测量原理对电容模拟量进行测量。
本实施例的其他部分与实施例5相同，故不再赘述
实施例8：
本实施例在实施例5的基础上做进一步优化，在本实施例中，电路内部将交流115V电源变换成交流36V电源和交流12V电源，两种电源分别为平衡式交流电桥测量原理的工作电源和激励电源，两种电源的波动均会对平衡式交流电桥测量电路造成影响，导致油量的跳变。为保证交流36V电源和交流12V电源的稳定性，需要保证交流115V电源的稳定性，因此可调频率DC/AC变换器将直流27V电源逆变成稳定可靠的交流115V电源，满足产品对电源方面的需求，油量测量稳定。进而隔离外界电源环境对产品油量测量的干扰。
本实施例的其他部分与实施例5相同，故不再赘述
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种油量测量变换电路，其特征在于，包括直流稳压模块、直流滤波模块、电源逆变模块、频率调节模块和通信模块，其中：
直流稳压模块，用于输入直流电源，令输入的直流电源经过直流稳压模块，输出稳压直流电流；
直流滤波模块，用于对将稳压直流电流进行滤波，输出滤波直流电源；
电源逆变模块，用于对滤波直流电流进行电源逆变，生成交流电源；
通信模块，用于连接交流电源和外部传感器，所述外部传感器包括油量传感器和温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种油量测量变换电路，其特征在于，所述直流稳压模块输入的直流电源选择28V。
3.根据权利要求1所述的一种油量测量变换电路，其特征在于，所述电源逆变模块将输入的28V电源变成115V的交流电源，并将频率调节电路外置，手动调节115V的交流电源的频率。
4.根据权利要求1所述的一种油量测量变换电路，其特征在于，所述通信模块选用RS442通信。
5.一种油量测量变换电路的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：
步骤S1.在直流稳压模块输入直流电源，输出稳压直流电流；
步骤S2.在直流滤波模块输入稳压直流电流，输出滤波直流电流；
步骤S3.在电源逆变模块输入滤波直流电流，生成交流电源；
步骤S4.在通信模块使用RS442通信协议连接交流电源、油量传感器和温度传感器；
步骤S5.将油量传感器采样值和温度传感器采样值输入进油量测试计算机进行测量。
6.根据权利要求5所述的一种油量测量变换电路的工作方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
在通信模块的RS442通信接口中，以底层字节为单位进行通信；
RS442通信协议采用ASCII码通信协议，并设置数据长度和通信数据包，所述通信数据包包括数据包、命令包和应答包；
在RS442通信协议中选用数据包为单位通信；
在通信数据包内引入字节偶校验和帧校验，以检测通信中的数据错误；
通过通信模块连接油量传感器和温度传感器。
7.根据权利要求5所述的一种油量测量变换电路的工作方法，其特征在于，所述步骤S5中的外部传感器包括油量传感器和温度传感器；
所述油量传感器采集油量传感器采样值，所述油量传感器采样值为电容模拟量；
所述温度传感器采集温度传感器采样值。
8.根据权利要求5所述的一种油量测量变换电路的工作方法，其特征在于，包括：
采用平衡式交流电桥测量原理对油量传感器的采样值进行测量；
将115V交流电流进行变换，获取两种交流电源，分别为36V交流电源和12V交流电源；
两种交流电源分别为平衡式交流电桥测量原理的工作电源和激励电源。
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