基于逻辑保护放大电路的信号滤波式高效电涡流测功系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测系统，具体是指基于逻辑保护放大电路的信号滤波式高效电涡流测功系统。
【背景技术】
[0002]目前测试电动汽车电动性能的主要手段是利用测试传统内燃机的设备来完成加载等试验，利用电压表和电流表等检测设备来进行电参数的数据检测，检测完成后再进行数据的处理和分析。而电动系统的测试与传统发动机的测试存在较大差异，传统内燃机主要检测的是电机的转速和扭矩等特性，其对应的功率因数、线电压、线电流、有功功率等参数无法直接计算取得，而且利用电压表和电流表等检测设备检测实时性差，无法实时采集到所测内燃机的综合参数并显示出来。检测电动系统更注重的是各种电性参数，而且对数据处理的实时性要求很高，对复杂的电信号的处理就要求使用更为复杂的专用仪器进行采集和分析。因而，现阶段市场上出现了电涡流测功系统，其采用电涡流加载器给电动机进行加载，并测试出电动机的实时功率。然而现有的电涡流测功系统在对采集到的扭矩信号进行放大时容易使信号失真，从而影响测试人员对测试结果的判断。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有的电涡流测功系统在对采集到的扭矩信号进行放大时容易导致信号失真的缺陷，提供一种基于逻辑保护放大电路的信号滤波式高效电涡流测功系统。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:基于逻辑保护放大电路的信号滤波式高效电涡流测功系统，由信号控制单元，与信号控制单元相连接的待测电机控制器、电涡流加载器、控制台，与待测电机控制器相连接的待测电机，与待测电机相连接的信号采集器，与信号采集器相连接的信号转换单元，与电涡流加载器相连接的恒温控制器，与控制台相连接的显示器和功率分析仪，与功率分析仪相连接的信号滤波单元，以及串接在信号滤波单元和之间的逻辑保护放大电路组成。所述待测电机还与电涡流加载器相连接。
[0005]进一步的，所述逻辑保护放大电路由放大器P1，与非门Al，与非门A2，N极与放大器Pl的负极相连接、P极则形成该逻辑保护放大电路的输入端的二极管D6，正极与放大器Pl的正极相连接、负极接地的电容C11，一端与放大器Pl的负极相连接、另一端则与电容Cll的负极相连接的电阻R15，与电阻R15相并联的电容C10，串接在放大器Pl的正极和输出端之间的电阻R13，N极与与非门Al的输出端相连接、P极则与电容Cll的负极相连接的二极管D5，以及一端与与非门A2的输出端相连接、另一端则形成该逻辑保护放大电路的输出端的电阻R14组成；所述与非门Al的正极接地，其输出端和负极则均与放大器Pl的输出端相连接；所述与非门A2的正极和负极均与放大器Pl的输出端相连接。
[0006]所述信号滤波单元由三极管VT3，三极管VT4，场效应管M0S，N极与三极管VT3的基极相连接、P极则形成该信号滤波单元的输入端的二极管D3，负极与三极管VT3的集电极相连接、正极则经二极管D4后与场效应管MOS的栅极相连接的电容C6，正极与场效应管MOS的源极相连接、负极则经电阻R9后与三极管VT3的发射极相连接的电容C9，正极与电容C6的正极相连接、负极则与电容C9的负极相连接的电容C7，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端则经电阻Rll后与电容C9的负极相连接的电位器R10，串接在三极管VT4的发射极和场效应管MOS的漏极之间的电容C8，以及一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端则与电容C9的负极相连接的同时接地的电阻R12组成；所述三极管VT4的基极与三极管VT3的集电极相连接，其集电极和发射极均与电位器RlO的控制端相连接；所述场效应管MOS的栅极与电位器RlO和电阻Rll的连接点相连接；所述VT4的发射极还作为该信号滤波单元的输出端。
[0007]所述的信号转换单元由转换芯片U，电阻R3，电阻R4，二极管Dl，电容C3，输入电路，输出电路以及缓冲电路组成；所述电阻R4的一端与转换芯片U的INPUT管脚相连接、另一端则经电阻R3后与输入电路相连接；二极管Dl的P极与电阻R3和电阻R4的连接点相连接、其N极接地；电容C3的负极与转换芯片U的VS管脚相连接、其正极则接15V电压；所述输入电路、输出电路以及缓冲电路均与转换芯片U相连接。
[0008]所述输入电路由放大器P，三极管VT1，负极与放大器Pl的正极相连接、正极接地的电容Cl，与电容Cl相并联的电阻R1，一端与放大器P的负极相连接、另一端则形成该信号转换单元的输入端的电阻R2，以及正极与三极管VTl的发射极相连接、负极则与转换芯片U的OUTPUT管脚相连接的电容C2组成；所述放大器P的输出端顺次经电阻R3和电阻R4后与转换芯片U的INPUT管脚相连接；所述三极管VTl的集电极与放大器P的输出端相连接，其基极则与转换芯片U的A/C管脚相连接；所述转换芯片U的GND管脚接地。
[0009]所述的缓冲电路包括电阻R5，电阻R6以及电容C5 ;所述电容C5的正极与转换芯片U的THR管脚相连接、其负极接地；电阻R6的一端与电容C5的负极相连接、其另一端则经电阻R5后与转换芯片U的OUTPUT管脚相连接；所述转换芯片U的THR管脚还与电阻R5和电阻R6的连接点相连接。
[0010]所述输出电路包括三极管VT2，二极管D2，电容C4，电阻R7以及电阻R8 ;所述电容C4串接在转换芯片U的FOUT管脚和三极管VT2的集电极之间，二极管D2则串接在转换芯片U的CUAREN管脚和三极管VT2的基极之间，电阻R7的一端与转换芯片U的CUAREN管脚相连接、其另一端则经电阻R8后接地；所述三极管VT2的集电极形成该信号转换单元的输出端，其发射极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接。
[0011]所述转换芯片U为LM331集成芯片。
[0012]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0013](I)本发明采样速度快，数据处理能力强大，保证了所有电参数的精度及数据的可靠性和及时性。
[0014](2)本发明可以有效的避免温度漂移，确保扭矩数据测量的精准度。
[0015](3)本发明通过信号滤波单元可以对采集到的扭矩信号中所存在的外界干扰信号进行过滤，使扭矩信号不被干扰信号影响，提高测试精度。
[0016](4)本发明可以对转换后的数字电信号进行不失真的放大，使控制台所接收到的信号更加清晰，便于测试人员判断。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的整体结构框图。
[0018]图2为本发明的信号转换单元电路结构图。
[0019]图3为本发明的信号滤波单元电路结构图。
[0020]图4为本发明的逻辑保护放大电路结构图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
[0022]实施例
[0023]如图1所示，本发明包括待测电机，待测电机控制器，电涡流加载器，信号控制单元，恒温控制器，控制台，信号采集器，信号转换单元，逻辑保护放大电路，信号滤波单元，功率分析仪以及显示器12部份。
[0024]其中，待测电机控制器与待测电机相连接用于控制待测电机转速、启停等。电涡流加载器则通过联轴器与待测电机相连接，其用于给待测电机进行加载。信号控制单元则分别与待测电机控制器和电涡流加载器相连接，其可以对待测电机控制器和电涡流加载器发送控制信号，从而实现对它们的控制。
[0025]该控制台和显示器则为人机交换窗口，该显示器与控制台相连接，其用于显示待测电机的各项参数；控制台则用于接收待测电机的各项参数信号以及对待测电机和电涡流加载器进行控制，因此其需要与信号控制单元相连接；当需要对待测电机或电涡流加载器进行控制时，测试人员只需在控制台上发出控制信号给信号控制单元，信号控制单元对控制信号进行识别、分类后分别发送给待测电机控制器和电涡流加载器；因此，通过控制台可以控制待测电机恒转速，电涡流加载器恒转速，电涡流加载器恒扭矩等模式。
[0026]为了对待测电机在各种模式上的参数进行采集，该信号采集器需与待测电机相连接；而信号转换单元则与信号采集器相连接，其用于对信号采集器所采集到的扭矩信号转换为数字电信号；逻辑保护放大电路可以对转换后的数字电信号进行不失真的放大，其需与信号转换单元相连接。转换后的数字电信号中参杂有外界的干扰信号，其会影响数字电信号；因此信号滤波单元与信号转换单元相连接，其用于过滤外界的干扰信号。功率分析仪则需要与信号滤波单元相连接，其通过变化的数字电信号计算出待测电机的时实功率；该控制台则与功率分析仪相连接，因此其可以接收到待测电机的时实功率。该信号采集器可以选用应变式扭矩传感器来实现；而功率分析仪则可以优先选用日本横河机电科技生产的WT3000型功率分析仪来实现，该型号功率分析仪数据处理能力强大、相应速度快，可以很好的确保测试数据的可靠性和及时性。
[0027]另外，该恒温控制器需要与电涡流加载器相连接，其可以消除系统中出现的温度漂移，提高系统的测试精度。
[0028]为了提高扭矩信号的转换效率，所述的信号转换单元的结构如图2所示，其由转换芯片U，电阻R3，电阻R4，二极管D1，电容C3，输入电路，输出电路以及缓冲电路几部分组成。
[0029]连接时，所述电阻R4的一端与转换芯片U的INPUT管脚相连接、另一端则经电阻R3后与输入电路相连接。二极管Dl的P极与电阻R3和电阻R4的连接点相连接、其N极接地。
[0030]为了给转换芯片U提供工作电压，该电容C3的负极与转换芯片U的VS管脚相连接、其正极则接15V电压。所述输入电路、输出电路以及缓冲电路均与转换芯片U相连接。为了达到更好的实施效果，该转换芯片U优先选用LM331集成芯片来实现。
[0031]另外，所述输入电路由放大器P，三极管VT1，负极与放大器Pl的正极相连接、正极接地的电容Cl，与电容Cl相并联的电阻Rl，一端与放大器P的负极相连接、另一端则形成该信号转换单元的输入端的电阻R2，以及正极与三极管VTl的发射极相连接、负极则与转