[实用新型]阀门反馈电路

说明书

本实用新型涉及阀门反馈电路，该电路包括：偏置电压Vbias输出模块，输出0V～+V的偏置电压Vbias，其中+V与ADC参考电压相同；放大器模块，用于将Vfb‑Vbias放大K倍得到Vadc，其中Vfb为阀门反馈电位器的反馈电压；ADC模块，用于将Vadc进行模拟数字转换；MCU控制电路，用于选择偏置电压Vbias输出模块的输出电压幅值和放大系数K的取值。本方案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

本实用新型涉及自动控制领域，具体涉及一种阀门反馈电路。

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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阀门反馈电路，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。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种阀门反馈电路，该电路包括：

偏置电压Vbias输出模块，输出0V～+V的偏置电压Vbias，其中+V与ADC参考电压相同；

放大器模块，用于将Vfb-Vbias放大K倍得到Vadc，其中Vfb为阀门反馈电位器的反馈电压；

ADC模块，用于将Vadc进行模拟数字转换；

MCU控制电路，用于选择偏置电压Vbias输出模块的输出电压幅值和放大系数K的取值。

作为本发明的优选方案，所述偏置电压Vbias输出模块由多个电阻构成分压电路，所述MCU通过单端多通道多路开关选择分压电路的输出电压。

作为本发明的进一步改进，所述放大器模块由多个电阻和运放构成减法器和可编程放大器，所述MCU通过差分多通道数字模拟开关控制放大系数K。

作为本发明的进一步改进，所述偏置电压Vbias输出模块由电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9构成分压电路作为偏置电压Vbias输出电路，该分压电路用于输出VREF1~VREF8共8个输出电压作为偏置电压Vbias，输出电压由低到高逐渐增大，MCU通过REF1_CPU，REF2_CPU，REF3_CPU控制单端8通道多路开关4051D选择VREF1~VREF8中其中一个，即MCU通过单端8通道多路开关4052D选择性输出偏置电压Vbias，实现可编程Vbias；