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峰值采样电路在涡轮叶片温度检测系统中的应用

发布时间:2019-05-09 22:04 来源:未知 编辑:admin

  随着航天航空、汽车制造业的发展,为提高发动机的功率和推力,需要尽可能提高发动机涡轮前的温度已达到1 811~2 144 K,炽热的燃气直接与涡轮叶片接触,涡轮叶片需承受很高的热负荷,然而,涡轮人口温度受叶片材料限制,金属材料的强度随温度的升高而降低,因此不允许涡轮叶片在超温状态下工作,所以需要精确而快速地实时监测涡轮叶片温度。

  涡轮叶片高速旋转,可将其弦向温度曲线近似看作正弦曲线。为准确找出每个叶片温度的最大值,可仅在温度信号到达峰值的瞬间对其采样,得到温度最大值,这种方法称为峰值采样。因为在一个周期内只采样一次(在峰值点),并直接得到温度最大值,无需复杂运算,所以峰值采样速度较快。

  峰值采样电路通常由采样/保持器和比较器组成。如网2所示。LF398是采样/保持器,CMP是比较器,CAP是保持电容。当ViVo时,V1为高电平,并控制LF398采样;当经过峰值后,ViVo,此时V1为低电平,使LF398处于保持状态,此时VO不变,即峰值被保持。

  实验证明此电路应用于被测信号小于10 kHz的系统效果较好,由于被测温度信号在30 kHz以上。频率较高。该峰值采样电路已不再适用,主要原因一是其保持时间太短,要求A/D转换器转换速度快,改用高速A/D转换器又不经济:二是对于峰值时刻与控制脉冲跳变时刻的偏移无法调节。这种电路用于较低频率(10 kHz以下)系统效果较好,但随着频率的升高,偏移就越大。

  基于以上原因,对该电路进行改进,给出一种由集成和分立元件组合的跨导型峰值采样电路,如图3所示。

  图3中,G是跨导运算放大器,B是跟随器,CAP是保持电容。峰值采样利用二极管的单向导电性和电容器的存储作用构成的,当脉冲信号到来时,如果模拟输入信号的幅度Vi大于A2的输出幅度,则A1输出高电平,并通过二极管对电容器CAP充电。只有当A2的输出上升到和模拟输入值相等时,A1的输出为低电平,则CAP才停止通电。这时电容CAP将保持输入电压值。

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