[发明专利]阀门反馈系统

说明书

本发明涉及阀门反馈系统，该系统包括：可编程的偏置电压Vbias输出电路，在MCU控制下可以输出0V～+V，+V通常与ADC参考电压相同；可编程放大器，阀门反馈电位器的反馈电压Vfb减去Vbias后送入可编程放大器，经放大后得到Vadc，将其输入到ADC中进行模拟数字转换；其中Vadc=K*（Vfb‑Vbias），K为可编程放大器的放大系数。本发明能在不显著增加阀门反馈电路成本的情况下，提高阀门反馈装置的在小行程下的分辨率。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体涉及一种阀门反馈系统。

背景技术

阀门反馈装置由阀杆带动电位器旋转，电位器输出不用的电压值代表阀门不同的位置。现有阀门定位器的反馈装置为固定形式，在小行程时分辨率低。为了达到足够的分辨率，需要高分辨的模拟数字转换器（ADC），这增加了成本。阀门定位器为角行程时反馈杆旋转角度的最大值一般为90°。在直行程时，为保证线性度，直行程时阀门定位器反馈杆的旋转角度最大一般小于40°。为了适应不同行程的需要，对于直行程阀门，阀门定位器需要安装不同长度的阀门反馈杆，但由于安装位置的限制，在阀门定位器适配小行程的直行程阀门时，阀门定位器位置的反馈角度依旧小于10°。假设阀门定位器0.1%的分辨率，需要的ADC分辨率需求计算如下：假设反馈传感器使用常用的导电塑料电位器，其最大有效旋转角度为340°，对于角行程反馈角度为90°需要的ADC分辨率为0.1%*90/340=0.0265%，使用有效位数为12bit的 ADC可以满足要求。对于直行程反馈角度为10°，需要的分辨率可同样计算如下：0.1%*10/340=0.00294%，这种情况至少需要有效位数为16bit的 ADC才能满足装置0.1%的分辨率要求。当阀门定位器使用到小的直行程阀门上时，为了实现阀门反馈的精度，需要使用更高分辨率的ADC，这大大提高了阀门定位反馈装置的成本。或者在不同反馈角度时使用不同的齿轮组来放大反馈的角度，使得在不同行程或反馈角度的情况下使用同一组ADC。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阀门反馈系统，能在不显著增加阀门反馈电路成本的情况下，提高阀门反馈装置的在小行程下的分辨率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种阀门反馈系统，该系统包括：

可编程的偏置电压Vbias输出电路，在MCU控制下可以输出0V～+V，+V与ADC参考电压相同；

可编程放大器，阀门反馈电位器的反馈电压Vfb减去Vbias后送入可编程放大器，经放大后得到Vadc，将其输入到ADC中进行模拟数字转换；

其中Vadc=K*（Vfb-Vbias），K为可编程放大器的放大系数。

所述偏置电压Vbias、放大系数K、阀门行程零点的放大电压Vadc_zero、阀门行程满度的放大电压Vadc_span的确定方法如下：

S1：定义偏置电压Vbias输出最小时，K=1；

S2：调节阀门定位输出压力最小，得到阀门行程零点的反馈电压Vfb_zero，设置Vbias=Vfb_zero-x，则Vadc_zero=Vfb_zero-Vbias= x，x 为预先设置的阈值，x优选取值的范围为（0，+V/100）；

S3：调节阀门定位输出压力最大，得到阀门行程满度的反馈电压Vfb_span，逐渐增大放大系数K；

S4：当Vadc=K*（Vfb_span-Vbias）≥（+V-y），得到放大系数K的取值，得到阀门行程满度的放大电压Vadc_span，y为预先设置的阈值，优选y=0.1V；

S5：调节阀门定位输出压力最小，固定K的取值和Vbias不变，得到阀门行程零点的放大电压Vadc_zero=K*（Vfb_zero-Vbias）；