[发明专利]航空发动机压力传感器检测电路

说明书

技术领域

本技术适用于采用应变电阻组成的惠更斯平衡电桥的压力传感器检测电路，尤其 是航空发动机压力传感器的检测电路。

背景技术

随着集成电路和半导体技术的发展,出现了以半导体材料的压阻效应为原理制成的 半导体力敏传感器,而其中的硅压阻式压力传感器因具有体积小、性能高、廉价等优点得到 了广泛应用。但利用扩散技术形成的电桥阻值易随温度改变,并且压阻元件的压阻系数具有 较大的负温度系数,这些易引起电阻值与电阻温度系数的离散,导致压力传感器的热灵敏度漂 移和零点漂移。误差来源由于半导体材料对温度十分敏感,压阻式压力传感器的四个检测电 阻多接为惠斯登电桥形式,其有恒流和恒压两种工作方式。

压力传感器是一种常用的检测装置，在多个行业中都有一定的应用。用户在使用压 力传感器的时候确定如何检测压力传感器显得十分重要。航空发动机P3压力传感器主要采 用的是应变电阻组成的惠更斯平衡电桥，电桥供应电压9.5V～10.5V，激励边阻抗为0.9～ 10KΩ，信号边阻抗为0.8～4KΩ，压力范围0～1300KPa绝对压力，对应输出电压为0～ 26mV，输出电压与施加的绝对压力呈线性关系。由此对发动机电子控制器P3压力传感器检 测电路要求提供稳定可靠地激励电源，有激励回路检测电路，对P3输入信号进行高精度低 漂移放大。

压力传感器常用的检测方法有3种：

1、加压检测，用标准的压力源，给传感器压力，按照压力的大小和输出信号的变化量，对 传感器进行校准。并在条件许可的情况下，进行相关参数的温度检测。

2、零点的检测，用万用表的电压档，检测在没有施加压力的条件下，传感器的零点 输出。这个输出一般为mV级的电压，如果超出了传感器的技术指标，就说明传感器的零点 偏差超范围。

3、桥路的检测，主要检测传感器的电路是否正确，一般是惠斯通全桥电路，利用万 用表的欧姆档，量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗，这两个阻抗就是压力传感器 的输入、输出阻抗。如果阻抗是无穷大，桥路就是断开的，说明传感器有问题或者引脚的定 义没有判断正确。上述检查方法虽然简单方便，但对于航空发动机压力传感器的检查并不适 用，而且测试精度不高。由于P3传感器输入到发动机控制器的是毫伏级的电压差，该电压 差需要经过高精度低漂移的仪表放大器极高放大倍数才能获取P3压力值。

航空发动机电子控制器外接P3压力传感器为应变电阻组成的惠更斯平衡电桥。压力 传感器正常工作电流一般在5～10mA，如果发生压力传感器内部短路或传感器线路破损等 故障时容易将发动机电子控制器的压力传感器供电电路损坏。为了不影响平衡电桥正常工 作，回路检测电阻一般阻值较小。为了避免航空发动机压力传感器惠更斯平衡电桥激励输入 电源引入干扰信号，通常要求压力传感器激励供电输出必须具有限流保护功能且输出电流控 制在10mA左右，供电要求电压精度高、纹波小。

发明内容

本发明的任务是提供一种工作稳定可靠，测试精度高，具有激励输出短路不会造 成发动机电子控制器损坏，能够获取发动机压力值，尤其是能够判断压力传感器是否工作正 常的航空发动机P3压力传感器的检测电路。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种航空发动机压力传感器检测电 路，包括激励电源、环路检测单元和输入仪表放大器，其特征在于：激励电源通过电连接在 比较放大器U1A反向输入端与输出端之间的积分电容C3和输出端限流电阻R11并联的三 极管Q4、三极管Q3，经Q4导通后将Q3基极电压拉低，截止Q3，组成基准电压激励输出 关断限流保护电路；激励电源电连接发动机电子控制器外接压力传感器，压力传感器分别通 过传感器环路检测单元和输入仪表放大器电连接AD转换单元；压力传感器惠斯登电桥四个 检测电阻的电压输入仪表放大器U2，将采集到的电压值传输到AD转换单元，环路检测单 元检测惠斯登电桥四个检测电阻上的检测点压降，经过环路检测电路上的运算放大器运放处 理后送到AD转换单元，发动机电子控制器CPU根据其中一路环路检测电路的输出电压 值，依据AD转换单元AD转换后电压判断压力传感器电桥检测点故障。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。