人物在电子调速器系统中角位移传感器的设计与应用探究
人物探索电子调速器系统中的角位移传感器设计与应用
引言
柴油机的电子调速系统在提高燃油效率、减少排放和改善动力性能方面具有重要作用。传统的位移传感器主要用于测量直线位移，对于测量角位移则较少使用。然而，目前在柴油机电子调速器系统中，用于测量角位移的传感器存在体积大、励磁稳定性差、零点不易处理及电路复杂造成精度低、可靠性差等问题。本文旨在解决这些问题，通过设计一种新型基于差动变压器原理的角位移传感器，以满足柴油机电子调速系统对高精度、高可靠性的要求。
电子调速器系统工作原理
柴油机电子调速控制方案如图所示，由外环和内环组成双闭环PID控制模块来进行控制。外环由给定的柴油机转速n1和检测到的柴油机转速度n2进行比较，由外环PID进行控制调整，其输出为喷油泵齿条位置的给定值信号；内环根据外环给定信号与实际位置信号之间的差值进行控制，通过执行机构对齿条位置进行调整。
角位移传感器设计
本文将以差动变压器原理为基准，设计了一种新的角位移传感器，该传感元件采用初级线圈和两个对称次级线圈以及圆盘构成。偏心圆盘固定在轴上，当轴转动时，圆盘随之转动，使得输出电压随着偏心圆盘的转动而变化。
信号调理电路设计
为了更好地解决零点误差、漂移、迟滞等问题，本文采用了AD598作为核心，将其与高集成度新型差动变压器信号调节模块相连接，以实现快速响应且具有良好线性特性的信号输出。此外，还设有滤波保护电路模块，对输入电源进行滤波保护；有正负向电压大小与对称性调整能力，以及进一步放大并滤波功能。
实验验证
4．1 参数匹配实验：通过改变参数匹配后的实验结果，为-5V至+5V范围内，其中0V对应0°；-32°至+32°范围内，其最大负方向位置处U=-5V，最小正方向位置处U=+5V。
4．2 内环实验：实验表明，在Ur=-5～+5V时，θ=-32~32°呈现良好的线性关系，与理论模型吻合。
4．3 外环实验：同样证明了PID控制方案有效，并且重复性误差达到了2.0%。
总结：
本文中提出的新型基于差动变压器原理的角位移传感器及其相关技术已经达到或超过了当前市场上最先进产品标准。在实际应用中，它提供了一种更加紧凑、高效且可靠的手段来测量角位移动态，从而提高了整个电子调速系统性能，并为该领域提供了一种前瞻性的解决方案。