[发明专利]用于发动机控制器实物在回路仿真试验的电子合成电阻

说明书

技术领域

本发明用于发动机控制器实物在回路仿真试验中的电阻类传感器的信号模拟,涉及使用运算放大器、数模转换器或乘法器实现电阻值变化的高精度模拟,并能适应控制器的不同类型的电阻信号调理电路接口,属于控制系统仿真技术领域。发动机控制系统中一般会用到几种电阻型传感器，比如热电阻温度传感器，桥臂电阻随压力大小而改变的压力传感器，电位计式位置传感器等。在发动机控制器实物在回路仿真试验系统中，需要根据发动机仿真模型的输出动态地模拟电阻类传感器的信号变化，即需要动态地模拟阻值的变化，用于构成控制系统的闭环仿真回路，模拟电阻值跟踪模型的实时性和精确性直接决定了仿真系统的有效性和置信度。 

背景技术

电阻类传感器一般有:热电阻温度传感器、电位器式位移传感器、电阻应变式压力传感器等。模拟电阻阻值动态变化通常采用如下几种方法：

（a）使用继电器或电子开关在电阻箱中通过不同阻值的组合来实现可变电阻；

（b）使用数字电位器切换半导体电阻来实现可变电阻；

（c）使用伺服电机驱动电位器实现可变电阻；

（d）使用增益控制电路和运算放大器组成单口网络的电子合成电阻。

在这些方法中，

方法（a）的精度取决于电阻箱中电阻的阻值和数量，不仅体积较大，分辨率也较差，而且继电器触点电阻也会影响电阻模拟精度；

方法（b）中由于串入了较大的开关导通电阻且温度稳定性差，其精度得不到保证；

方法（c）体积大，其精度取决于位置传感器和电机的控制精度，在实现高精度的同时将会带来高成本的问题；

方法（d）采用电子合成的方法，通过对激励电压的增益控制，从而控制模拟电阻值的变比，但模拟精度不理想，且局限于控制器要采用恒压激励并且电阻负端与模拟器共地，模拟器的适配能力差。

发明内容

本发明提出的是一种用于发动机控制器实物在回路仿真试验的电子合成电阻，其目的旨在解决发动机控制器实物在回路仿真试验中的电阻类传感器的信号模拟问题,涉及使用运算放大器、数模转换器或乘法器实现电阻值变化的高精度模拟,并能适应控制器的不同类型的电阻信号调理电路接口。

本发明的技术解决方案：用于发动机控制器实物在回路仿真试验的电子合成电阻，其结构是控制器电路的正端电压信号输出端与缓冲器的信号输入端和标准电阻相接，缓冲器的信号输出端与放大器的信号输入端相接，放大器的信号输出端与增益控制电路的基准电压信号输入端相接；增益控制电路的变比可控电压信号输出端与衰减器的信号输入端相接；衰减器的信号输出端与控制器的负端电压信号输入端相接。

本发明的有益效果：1）相对于现有的使用增益控制电路和运算放大器组成单口网络的电子合成电阻方法，本发明通过对基准电压信号的放大，克服了增益控制电路因基准电压信号较小时其变比控制受噪声影响严重的问题，从而提高信噪比，保证增益控制电路工作在合理的范围，从而有效提高电阻模拟精度；2）相对于现有的使用增益控制电路和运算放大器组成单口网络的电子合成电阻方法，本发明的电子合成电阻电路采用隔离电源供电，使电子合成电阻电路的地电位独立于控制器电路参考地，从而使电子合成电阻电路不但适用于共地的恒压激励应用电路，而且还适用于不共地的恒电流激励或恒定压差激励的控制器电路，增强所述电子合成电阻的适配能力。

附图说明

附图1是本发明的原理框图。

附图2是本发明的具体实施电路原理图。

具体实施方式

对照图1，用于发动机控制器实物在回路仿真试验的电子合成电阻的结构是：控制器的正端电压信号输出端与缓冲器的信号输入端相接，缓冲器的信号输出端与运算放大器的信号输入端相接，运算放大器的信号输出端与电子合成电阻电路的信号输入端相接；电子合成电阻电路的变比可控电压信号输出端与衰减器的信号输入端相接；衰减器的信号输出端与控制器的负端电压信号输入端相接。

构造方法，通过标准电阻（R0）将控制器电路的激励电流转换成电子合成电阻正端电压信号VR+；对正端电压信号VR+放大-A倍得到增益控制电路的基准电压信号；通过带外部参考的DA电路或一个乘法器构成增益控制电路实现变比（K）的控制；将增益控制电路产生的变比受控的电压信号衰减1/A倍，得到电子合成电阻的负端电压信号VR-=K*VR+；电子合成电阻电路的地电位相对于控制器电路的参考地浮动；所述的电子合成电阻正端和负端电位差与流过所述标准电阻的激励电流之比值即为电子合成电阻（R）的阻值，即电阻（R）=(1+K)R0，通过控制增益控制电路的变比K控制合成电阻的阻值。