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FADEC系统中LVDT输出信号调理 邢志强，孟庆明 (北京航空航天大学，北京100083) 摘要:本文采用AD598芯片对FADEC系统中的位移传感器LVDT进行艳出信号调理介绍了电路连接和外接元件的计算该方法 所需元件少 电路简单，且精度较高. 关扭词:FADEC;LVDT;信号调理 t 1引言 在FADEC系统中，很多都是由作动筒加上LVDT组成的闭合位置伺服控制回路，如风扇导叶、徽油计妞 活门、尾喷管面积等控制回路。尽管它们的性能要求、负载和控制信号等有所不同，但基本原理和设计方 法却是一样的，其结构图如图1所示。 图1电液伺服位里控侧回路框圈 测量位置所用的传感器LVDT全称是线性可变差动变压器，由铁芯、衔铁和线圈三个主 要部分组成，如图2 初级线圈 (L1)由交流电源励磁，交流电的频率称励磁频率或载 赶艺 仇 徽〔角) 图ZLVDT的结构原理图和电路图 波频率。两个次级线圈(L2.L3)接成差动式，它们反向串接，输出电压e是两次级线圈感应电压的差值， 故称差动变压器。当磁芯处于整个线圈中心位置时，两个次级线圈的磁阻相等，由于互感作用，两个次级 线圈感应的电压 (el,e2)大小相等，相位相反，故愉出电压△e=el-e2=0。当磁芯由线圈中心位8向 左或向右移动时，el与e2不再相等，Ae=el-e2不等于零。输出电压e是交流信号，它的幅值在一定 范围内跟磁芯的位移成线性关系，但不能蜻出磁芯位移的正、负方向。为便于控制计算机采集，须对抽出 电压进行调理，得到正、负极性的箱出电压，从而给出磁芯位移的大小和正、负方向。在文献1.2,3中 介绍了几种采用分立元件的调理电路，但是比较复杂。本文介绍一种采用AD598芯片进行LVDT翰出信号 调理的方法。 2采用AD598的LVDT信号调理电路 2.1AD598与LVDT的连接 AD598是单片式的完整的LVDT信号调理芯片，原理如图3所示。它与LVDT一起使用，能够将LVD，磁 芯的机械位移转换成高精度和可重复的单极性或双极性的直流电压。AD598将所有的电路功能都集中在一 块芯片上。通过外加几个无源元件来设定频率和增益，AD598将原始的LVDT次级线圈的交流输出转换为成 比例的直流信号。AD598内部带有一个低失真的正弦波发生器，可直接驱动LVDT的初级线圈。LVDT次级 输出的两个正弦波直接愉人进AD598,AD598对这两个正弦信号进行处理，用两个信号的差除以两个信号 的翻 AL 巴S且 ll虑 冲 M的苗妈Y8uoyvfu杜 的吉孺翻6中 城 川. 图3AD598工作原理图 采取双电源供电方式时，AD598的接线图如图4所示。 ·嗦日 貂 留 { ,:m,c 苏蒸 图4双电撅供电时连线图 2.2 AD598外接元件的选择 由图4可以看出，当采取双电源供电方式时，需要确定R1,R2,R3,R4,C1,C2,C3,C4共八个元 件的参数。其中，通过R1和C1来设定LVDT初级线圈激励电压 (即AD598的2脚和3脚之间的愉出)的 幅值和频率，通过R2设定AD598的增益 (即LVDT位置测量系统的满量程物出范围)。下面介绍确定这些 参数的方法，并举了一个实例作为参考。 (1)先确定LVDT位置测量系统的机械频带宽fSUBSPSTSM。本例中fSUBSYSPFM=250Hz. (2)选择最小的LVDT激励频率f-，大概是f