[发明专利]可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器及其模拟方法

权利要求书

1.一种可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器，其特征在于：包括处理器、数模转换和带通滤波电路、数模转换和低通滤波电路、第一乘法器、第二乘法器、第一带通滤波和差分输出电路、第二带通滤波和差分输出电路、无源比例加法电路、滞回比较电路及供电电路；

所述处理器用于根据需要模拟的滑油金属屑传感器类型，确定不同类型颗粒通过情况下所需模拟生成信号的基本特性，并依据需模拟的金属屑颗粒大小、种类、感应信号延迟、滑油流速信息，输出模拟铁磁和非铁磁颗粒信号及模拟传感器基础偏置信号，并根据滞回比较电路处理过的传感器激励信号，得到激励信号的幅值及频率，以模拟生成载波信号；

所述数模转换和带通滤波电路用于对模拟铁磁和非铁磁颗粒信号进行处理，产生刷新频率能够满足精度要求的模拟信号，并滤除阶次噪音和直流分量并将信号幅值进行有效放大；

所述数模转换和低通滤波电路用于对模拟传感器基础偏置信号进行处理，产生刷新频率能够满足精度要求的模拟信号，并滤除模拟信号中的噪声干扰成分并将信号幅值进行有效放大；

所述第一乘法器用于实现载波信号和经过数模转换带通放大后的模拟铁磁和非铁磁颗粒信号的卷积相乘，生成调制后的铁磁和非铁磁颗粒模拟信号；

所述第二乘法器用于实现载波信号和数模转换低通放大后的传感器基础偏置信号的卷积相乘，生成调制后的传感器基础偏置模拟信号；

所述第一带通滤波和差分输出电路用于滤除第一乘法器调制后的铁磁和非铁磁颗粒模拟信号频率以外噪音，再将单端信号变为差分信号，消除信号“地”引入的共模干扰，得到传感器颗粒感应电压信号；

所述第二带通滤波和差分输出电路用于滤除第二乘法器调制后传感器基础偏置模拟信号频率以外噪音，再将单端信号变为差分信号，消除信号“地”引入的共模干扰，得到传感器基础偏置感应电压信号；

所述无源比例加法电路用于将传感器颗粒感应电压信号和传感器基础偏置感应电压信号叠加，输出信号即为模拟的滑油金属屑传感器信号；

所述供电电路为模拟器供电。

2.根据权利要求1所述的可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器，其特征在于：所述数模转换和带通滤波电路与数模转换和低通滤波电路中均采用AD5541数模转换芯片；

带通滤波电路传递函数为：根据放大系数和截止频率选择阻容参数；低通滤波电路传递函数为：根据放大系数和截止频率选择阻容参数，其中S为复频率。

3.根据权利要求1或2所述的可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器，其特征在于：所述第一乘法器与第二乘法器均采用集成芯片AD630。

4.根据权利要求3所述的可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器，其特征在于：所述第一带通滤波和差分输出电路与第二带通滤波和差分输出电路采用带通滤波器滤除信号频率以外噪音，再通过跟随器和反相器使单端信号转化为差分信号，消除信号“地”引入的共模干扰；

带通滤波电路传递函数为：根据截止频率选择阻容参数。

5.根据权利要求4所述的可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器，其特征在于：所述供电电路为低波纹供电电路，包括两片低纹波电源芯片，电源纹波不大于40uVRMS。

6.一种基于权利要求1-5任一所述的可变参数的滑油金属屑传感器信号模拟器的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、处理器根据需要模拟的滑油金属屑传感器类型，确定需模拟的金属屑颗粒类型，依据需模拟的金属屑颗粒大小、种类、感应信号延迟、滑油流速信息，输出模拟铁磁和非铁磁颗粒信号及模拟传感器基础偏置信号，并根据滞回比较电路处理过的传感器激励信号，得到激励信号的幅值及频率，以模拟生成载波信号；

步骤2、数模转换和带通滤波电路对模拟铁磁和非铁磁颗粒信号进行处理，产生刷新频率能够满足精度要求的模拟信号，并滤除阶次噪音和直流分量并将信号幅值进行有效放大；

数模转换和低通滤波电路对模拟传感器基础偏置信号进行处理，产生刷新频率能够满足精度要求的模拟信号，并滤除模拟信号中的噪声干扰成分并将信号幅值进行有效放大；

步骤3、第一乘法器对载波信号和经过数模转换带通放大后的模拟铁磁和非铁磁颗粒信号的卷积相乘，生成调制后的铁磁和非铁磁颗粒模拟信号；

第二乘法器对载波信号和数模转换带通放大后的传感器基础偏置信号的卷积相乘，生成调制后的传感器基础偏置模拟信号；

步骤4、第一带通滤波和差分输出电路滤除第一乘法器调制后的铁磁和非铁磁颗粒模拟信号频率以外噪音，再将单端信号变为差分信号，消除信号“地”引入的共模干扰，得到传感器颗粒感应电压信号；

第二带通滤波和差分输出电路滤除第二乘法器调制后传感器基础偏置模拟信号频率以外噪音，再将单端信号变为差分信号，消除信号“地”引入的共模干扰，得到传感器基础偏置感应电压信号；

步骤5、最后使用无源比例加法电路，将传感器颗粒感应电压信号和传感器基础偏置感应电压信号叠加，输出模拟的滑油金属屑传感器信号。