基于线性滤波处理的信号偏置式直流电力测功系统的制作方法_2

文档序号:9504706阅读:来源:国知局
测发动机所输出的实时功率计算更加准确,提高测试人员对被测发动机性能判断的准确性。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的整体结构框图。
[0019]图2为本发明的电源处理单元电路的结构图。
[0020]图3为本发明的信号偏置单元的电路结构图。
[0021]图4为本发明的线性滤波处理单元的电路结构图。
【具体实施方式】
[0022]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。
[0023]实施例
[0024]如图1所示,本发明的基于线性滤波处理的信号偏置式直流电力测功系统,由被测发动机,水温恒温控制单元,机油恒温控制单元,燃油恒温控制单元,智能油耗仪,扭矩传感器,直流电力测功机,DCS调速器,控制单元,电源处理单元,电网,功率分析仪,信号偏置单元,线性滤波处理单元以及计算机系统15部分组成。
[0025]工作时,直流电力测功机通过联轴器与被测发动机相连接,其用于对被测发动机进行加载。DCS调速器则与直流电力测功机相连接,而电源处理单元和控制单元则分别与DCS调速器相连接,电源处理单元则还与电网相连接。其中,电网用于给整个测功系统提供电源。电源处理单元则用于对电网电压进行处理,其结构如图2所示,由变压器T,设置在变压器T原边的电感线圈L1和电感线圈L2,设置在变压器T副边的电感线圈L3,同时与电感线圈L1和电感线圈L2相连接的原边电路,与原边电路输出端相连接的整流滤波电路和驱动电路,以及与电感线圈L3相连接的输出电路组成。
[0026]所述的整流滤波电路可以把电网电压转换为平顺的直流电,其包括二极管整流器U,电阻R1以及电容Cl。所述电容Cl的正极经电阻R1后与二极管整流器U的正极输出端相连接、其负极接地,所述二极管整流器U的两个输入极一起形成该电源处理单元的输入端、其负极输出端则接地;所述电容C1的正极还与原边电路相连接;所述电源处理单元的输入端与电网相连接。
[0027]所述驱动电路由驱动芯片U1,三极管VT1,场效应管M0S,正极经电阻R5后与驱动芯片U1的VREF管脚相连接、负极接地的电容C4,正极与驱动芯片U1的SS管脚相连接、负极则与电容C4的负极相连接的电容C3,串接在驱动芯片U1的FB管脚和电容C4的负极之间的电阻R4,正极经电阻R2后与电容C1的正极相连接、负极与驱动芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5,一端与驱动芯片U1的OUT管脚相连接、另一端则与场效应管M0S的栅极相连接的电阻R6,与电阻R6相并联的二极管D2,一端与场效应管M0S的源极相连接、另一端接地的电阻R7组成。
[0028]同时,该驱动芯片U1的RVC管脚与电容C4的正极相连接,其IS管脚则与三极管VT1的基极相连接,其VCC管脚则与电容C5的正极相连接;所述三极管VT1的集电极与场效应管M0S的源极相连接,其发射极接地。所述场效应管M0S的漏极则与原边电路相连接。为了达到更好的实施效果,所述驱动芯片U1优先选用FAN7554集成芯片来实现。
[0029]所述原边电路包括电阻R3,电阻R8,电容C2,二极管D1以及二极管D3。连接时,所述二极管D3的P极与场效应管M0S的漏极相连接、其N极经电阻R3后与电容C1的正极相连接,电容C2则与电阻R3相并联,二极管D1的N极与电容C5的正极相连接、其P极则经电阻R8后与电感线圈L2的非同名端相连接。所述电感线圈L1的同名端与电容C1的正极相连接、其非同名端则与电感线圈L2的同名端相连接。从原边电路输出的直流电经变压器T变压后输出给输出电路。
[0030]所述输出电路包括二极管D4和电容C6。所述二极管D4的P极与电感线圈L3的非同名端相连接、其N极则与电感线圈L3的同名端一起形成该电源处理单元的输出端;所述电源处理单元的输出端与DCS调速器相连接。所述电容C6的正极与电感线圈L3的同名端相连接,其负极则与二极管D4的N极相连接。
[0031]进一步的,经电源处理单元处理后的电压经DCS调速器后输送给直流电力测功机,由DCS调速器控制直流电力测功机的转速,而直流电力测功机则带动被测发动机工作。该直流电力测功机还可以把被测发动机传输过来的机械能转换为直流电,而DCS调速器则可以把电力测功机发出的直流电逆变为交流电反馈给电网供其它设备使用,如此则可以使本发明能加节能。
[0032]另外,水温恒温控制单元、机油恒温控制单元以及燃油恒温控制单元则组成被测发动机的保护系统,其与被测发动机相连接,用于对被测发动机进行保护,其分别可以使被测发动机的水温、机油以及燃油维持在恒定值;同时,水温恒温控制单元、机油恒温控制单元以及燃油恒温控制单元通过计算机系统进行控制,因此它们还分别与计算机系统相连接。
[0033]智能油耗仪则分别与被测发动机以及计算机系统相连接,其用于测量被测发动机的油耗,并把测量信息传输给计算机系统。扭矩传感器则与被测发动机相连接,线性滤波处理单元则与扭矩传感器相连接,信号偏置单元则与线性滤波处理单元相连接,功率分析仪则与信号偏置单元相连接,而计算机系统还分别与功率分析仪和控制单元相连接。该扭矩传感器用于采集被测发动机的扭矩信号,并传输给线性滤波处理单元过滤干扰信号,该扭矩传感器可优选为应变式扭矩传感器来实现。功率分析仪则根据扭矩信号计算出被测发动机的输出功率并传输给计算机系统,其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。
[0034]为了使线性滤波处理单元对干扰信号过滤更彻底,该线性滤波处理单元的结构如图4所示,其由滤波芯片U2,放大器P2,放大器P1,三极管VT3,电阻R14,电阻R15,电阻R16,电容C12以及电容C13组成。
[0035]连接时,电阻R14的一端与滤波芯片U2的IN管脚相连接、其另一端则与滤波芯片U2的CLK管脚一起形成该线性滤波处理单元的输入端,电阻R15则串接在滤波芯片U2的IN管脚和放大器P2的负极之间,电容C12串接在放大器P2的正极和输出端之间,电阻R16串接在滤波芯片U2的OUT管脚和放大器P1的负极之间,电容C13的负极与放大器P2的输出端相连接、其正极则与放大器P1的输出端相连接。所述滤波芯片U2的0ΡΙΝ管脚和其0P0UT管脚均与放大器P1的正极相连接。所述三极管VT3的基极分别与放大器P2的正极和输出端相连接,其发射极接地,其集电极则与放大器P1的输出端一起形成该线性滤波处理单元的输出端。所述线性滤波处理单元的输入端与扭矩传感器相连接、其输出端则与信号偏置单元的输入端相连接。为了达到更好的实施效果,该滤波芯片U2则优先选用MAX291集成芯片来实现。
[0036]同时,为了确保经信号偏置单元放大后的扭矩信号不失真,该信号偏置单元的结构如图3所示,其由三极管VT2,场效应管M0S1,场效应管M0S2,负极与场效应管M0S2的栅极相连接、正极则与放大器P1的输出端相连接的极性电容C7,负极与场效应管M0S1的栅极相连接、正极则与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C9,P极与场效应管M0S2的漏极相连接、N极则形成该信号偏置单元的一个输出端的二极管D7,正极与三极管VT2的基极相连接、负极则形成该信号偏置单元的另一个输出端的极性电容C10,一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端则经电阻R9后与二极管D7的N极相连接的电阻R12,P极与电阻R12和电阻R9的连接点相连接、N极则与三极管VT2的基极相连接的稳压二极管D5,P极与三极管VT2的基极相连接、N极则经电阻R10后与场效应管M0S2的栅极相连接的二极管D6,正极与二极管D6的N极相连接、负极接地的极性电容C8,一端与场效应管M0S2的源极相连接、另一端则与极性电容C10的负极相连接的电阻R11,正极与场效应管M0S2的
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