气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析.pdf

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1、2016年仪表技术与传感器2016第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析周曼曼，左洪福，殷逸冰，冒慧杰，凌益琴(南京航空航天大学民航学院，江苏南京211106)摘要：针对航空发动机气路静电传感器输出信号微弱且易受外在及固有噪声影响的特点．设计了一种新型静电信号处理电路。基于静电传感器感应电极的等效电路模型，设计高输入阻抗FET运算放大器作为采集模块，采集输入信号并实现电流值到电压值的转换；进一步利用低噪声测量放大器作为信号放大模块将微弱信号放大；使用直流电池作为电路供

2、电模块．以隔绝外在电缆引入的工频干扰。对电路的增益、带宽及噪声特性进行分析，通过Multisim软件进行电路仿真；最后通过实际信号测试对电路的信号处理效果进行验证。仿真及测试实验结果表明：设计的电路能够有效放大静电信号并减少毛刺噪声．具有良好的处理效果。关键词：静电传感器；信号处理；Multisim仿真；噪声分析；实验中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2016)08—0009—05SignalProcessingCircuitDesignandSimulationAnalysisofElectrostati

3、cSensorUsedforGasPathDetectionSystemZHOUMan-man，ZU0Hong-fu，YINYi-bing，MAOHui-jie，LINGYi—qin(CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing211106，China)Abstract：Foraecoenginegaspathelectrostaticsensoroutputsignalisweakandsusceptibletoextrinsic

4、andintrinsicnoisecharacteristics，anewtypeofelectrostaticsignalprocessingcircuitwasproposed．Basedontheequivalentcircuitmodelofelectro-staticsensorsensingelectrode，anamplifierwasdesignedusingahighimpedanceFEToperationalamplifierasgatheringmoduletocoHectinputsignaltorealizeA

5、／Dconversion．Low—noiseinstrumentationsmplifierwasusedassignalamplificationmoduletomagnifyweaksigna1．DCbatterywasusedaspowersupplycircuitmoduletoisolatetheintroductionofe~emalcablepowerfre—quencyinterference．ThesignalconditioningcircuitwassimulatedwiththeMuhisimsimulatorto

6、investigatethecircuitforitsgaink，bandwidthandnoiseproperties．Atlast，circuitsignalprocessingeffectwasverifiedthroughtheactualsignaltest．Thesimu-lationandtestresultsshowthatthedesignedcircuitcaneffectivelyenlargetheelectrostaticsignalandreduceglitchnoise，andhasgoodtreatment

7、efect．Keywords：electrostaticsensor；signalprocessing；Muhisimsimulator；noiseanalysis；experiment0引言研究所开始对航空发动机气路静电监测技术开展全航空发动机需要具有极高的可靠性。基于静电方位研究。文振华等[3-5]对静电传感器进行了设计优感应的发动机气路静电监测技术因其良好的监测效化。并将其搭载于气路静电模拟实验台进行系列模拟果成为航空发动机状态监控和综合保障领域研究的验证实验；李耀华等]开展对某型航空涡轴发动机热点。气路静电监测技术[1-2]是一种

8、新型状态监测技气路静电监测的验证实验，初步验证了气路静电监测术，具有实时陛强、连续性好的优点，能有效提高发动方法的可行性；孙见忠等_8利用试车过程中的监测机PHM能力。有利于引进先进的维修理念