CN204388965U - 一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器及系统。传感器包括：测量电容，用于测量油量；运算放大器，用于采集来自测量电容的信号并输出模拟电压信号；模数转换器，用于将模拟电压信号转换为数字信号输出。系统包括利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其还包括PCB板，所述运算放大器和模数转换器设置在PCB板上。本实用新型利用数字信号代替模拟信号进行信号输出，增强了信号的可靠性，提高了信号抗干扰的能力，有利于信号后续的处理和分析，而且结构简单，具有良好的经济和社会效益。本实用新型可广泛应用于各种电容式油量测量系统。

Description

一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器及系统

技术领域

本实用新型涉及油量测量领域，尤其涉及一种电容式油量测量传感器，本实用新型还涉及一种电容式油量测量系统。

背景技术

电容式燃油油量传感器在飞机燃油测量系统中广泛应用，但在实际应用中也存在一些电磁兼容问题，容易受到飞机短波电台等电磁辐射的影响，导致测试数据出现跳变或测量不准的问题。不能通过RS103(电场辐射敏感度)电磁兼容试验是现有产品的一个普遍问题，部分产品只能通过降低测试严酷度来完成试验，导致在实际应用环境中暴露出很多问题。

导致这些问题的主要原因，源自电容式油量传感器的测量原理，现有的传感器产品仅负责信号的采集，信号的处理需要其他设备来进行，其间通过电缆来传输模拟信号，传感器仅在模拟信号输出端使用滤波插头，同时信号处理设备对接收的模拟信号进行滤波处理，但传输过程仍然易受电磁干扰。

现有技术中，电容式油量测量存在以下问题，传感器输出的是模拟信号，在信号传输的电缆上，容易受到电磁干扰的影响。

由于测量传输信号容易受到电磁干扰的影响，使得后级信号的处理难度加大，而且现有的电容式测量系统基本不能通过RS103电磁兼容测试。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够克服信号传输电磁干扰的电容式油量测量传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的另一个目的是提供一种能够克服信号传输电磁干扰的电容式油量测量系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其包括：测量电容，用于测量油量；运算放大器，用于采集来自测量电容的信号并输出模拟电压信号；模数转换器，用于将模拟电压信号转换为数字信号输出。

优选的，所述测量电容包括内电极和外电极。整体由上往下看呈同心圆状。

优选的，其还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述测量电容的内电极通过第一开关接地、通过第三开关连接到运算放大器的负极输入端；所述测量电容的外电极通过第二开关连接电源、通过第四开关接地；所述第一开关和第二开关的开合状态同步，第三开关和第四开关的开合状态同步，第一开关和第三开关的开合状态异步。

优选的，所述运算放大器的正极输入端接地，所述运算放大器的负极输入端通过一电阻连接到运算放大器的输出端，所述电阻并联有一电容，所述运算放大器的输出端连接到模数转换器。

优选的，所述测量电容的底端设有进油口。

一种利用数字信号传输的电容式油量测量系统，其包括利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其还包括PCB板，所述运算放大器和模数转换器设置在PCB板上。

优选的，其还包括输出数据接插件，所述输出数据接插件具有金属屏蔽外壳，所述模数转换器输出的数字信号通过传输线输出。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器利用数字信号代替模拟信号进行信号输出，增强了信号的可靠性，提高了信号抗干扰的能力，有利于信号后续的处理和分析，而且结构简单，具有良好的经济和社会效益。

另外，通过多个开关的电路设计驱动测量电容的容值，实现电容值巧妙而精确的测量。

本实用新型可广泛应用于各种电容式油量测量系统。

本实用新型的另一个有益效果是：

本实用新型一种利用数字信号传输的电容式油量测量系统利用数字信号代替模拟信号进行信号输出，增强了信号的可靠性，提高了信号抗干扰的能力，有利于信号后续的处理和分析，而且结构简单，具有良好的经济和社会效益。

另外，通过多个开关的电路设计驱动测量电容的容值，实现电容值巧妙而精确的测量；通过输出数据接插件的金属屏蔽外壳屏蔽信号传输过程中的电磁干扰。

本实用新型可广泛应用于各种电容式油量测量系统。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型利用数字信号传输的电容式油量测量传感器一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型利用数字信号传输的电容式油量测量系统电路原理示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其包括：测量电容Cx，用于测量油量；运算放大器U1，用于采集来自测量电容的信号并输出模拟电压信号；模数转换器U2，用于将模拟电压信号转换为数字信号输出。优选的，所述测量电容CX包括内电极B和外电极A。整体由上往下看呈同心圆状。优选的，其还包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4，所述测量电容Cx的内电极B通过第一开关K1接地、通过第三开关K3连接到运算放大器U1的负极输入端；所述测量电容Cx的外电极B通过第二开关K2连接电源VCC、通过第四开关K4接地；所述第一开关K1和第二开关K2的开合状态同步，第三开关K3和第四开关K4的开合状态同步，第一开关K1和第三开关K3的开合状态异步。优选的，所述运算放大器U1的正极输入端接地，所述运算放大器U1的负极输入端通过一电阻R1连接到运算放大器U1的输出端，所述电阻R1并 联有一电容C1，所述运算放大器U1的输出端连接到模数转换器U2。

其中，本实用新型实现抗电磁干扰是通过将原始的测量电容Cx测量的模拟信号，转换为数字信号，再通过传输线发送出去。由于数字信号抗干扰的能力强，传输线可以有效的开展电磁兼容处理而不影响测量精度。该实施例中，采用频率测量法进行电容值测量，如图2所示，以Cx代表内外电极构成的测量电容，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4为一定频率的开关信号。第一开关K1和第二开关K2的开合状态同步，即第一开关K1断开的同时第二开关K2断开，第一开关K1闭合的同时第二开关K2闭合；第三开关K3和第四开关K4的开合状态同步，即第三开关K3断开的同时第四开关K4断开，第三开关K3闭合的同时第四开关K4闭合；第一开关K1和第三开关K3的开合状态异步，即第一开关K1断开的同时第三开关K3闭合，第一开关K1闭合的同时第三开关K3断开。第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4通过一个指定频率的方波信号进行驱动，通过运算放大器U1电路以后形成一个和测量电容Cx电容值成正比的模拟电压信号，再通过模数转换器U2将模拟电压信号转换为数字信号后，通过输出数据接插件3进行数字信号的输出。本实施例中，外电极A和内电极B以及外部电路的连接关系，可以保证屏蔽层1与外电极A所构成的电容对测量不会产生影响。

优选的，所述测量电容的底端设有进油口1。

本实用新型一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器利用数字信号代替模拟信号进行信号输出，增强了信号的可靠性，提高 了信号抗干扰的能力，有利于信号后续的处理和分析，而且结构简单，具有良好的经济和社会效益。

另外，通过多个开关的电路设计驱动测量电容的容值，实现电容值巧妙而精确的测量。

本实用新型可广泛应用于各种电容式油量测量系统。

一种利用数字信号传输的电容式油量测量系统，其包括利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其还包括PCB板，所述运算放大器和模数转换器设置在PCB板上。如图1所示，PCB板2处安装信号处理板，信号处理板上包括运算放大器U1电路和模数转换器U2电路，用来实现电容测量信号的数字化处理工作。

优选的，其还包括输出数据接插件，所述输出数据接插件具有金属屏蔽外壳，所述模数转换器输出的数字信号通过传输线输出。输出数据接插件的金属屏蔽外壳可起到屏蔽信号传输过程中的电磁干扰的作用。

本实用新型一种利用数字信号传输的电容式油量测量系统利用数字信号代替模拟信号进行信号输出，增强了信号的可靠性，提高了信号抗干扰的能力，有利于信号后续的处理和分析，而且结构简单，具有良好的经济和社会效益。

另外，通过多个开关的电路设计驱动测量电容的容值，实现电容值巧妙而精确的测量；通过输出数据接插件的金属屏蔽外壳屏蔽信号传输过程中的电磁干扰。

本实用新型可广泛应用于各种电容式油量测量系统。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其特征在于，其包括：

测量电容，用于测量油量；

运算放大器，用于采集来自测量电容的信号并输出模拟电压信号；

模数转换器，用于将模拟电压信号转换为数字信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其特征在于，所述测量电容包括内电极和外电极，整体由上往下看呈同心圆状。

3.根据权利要求2所述的一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其特征在于，其还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述测量电容的内电极通过第一开关接地、通过第三开关连接到运算放大器的负极输入端；所述测量电容的外电极通过第二开关连接电源、通过第四开关接地；所述第一开关和第二开关的开合状态同步，第三开关和第四开关的开合状态同步，第一开关和第三开关的开合状态异步。

4.根据权利要求3所述的一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其特征在于，所述运算放大器的正极输入端接地，所述运算放大器的负极输入端通过一电阻连接到运算放大器的输出端，所述电阻并联有一电容，所述运算放大器的输出端连接到模数转换器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其特征在于，所述测量电容的底端设有进油口。

6.一种利用数字信号传输的电容式油量测量系统，其特征在于，其包括如权利要求1至5任一项所述的一种利用数字信号传输的电容式油量测量传感器，其还包括PCB板，所述运算放大器和模数转换器设置在PCB板上。

7.根据权利要求6所述的一种利用数字信号传输的电容式油量测量系统，其特征在于，其还包括输出数据接插件，所述输出数据接插件具有金属屏蔽外壳，所述模数转换器输出的数字信号通过传输线输出。