一种高精度任意值电容输出装置及输出方法

技术领域

本发明属于半实物仿真验证试验电容信号模拟技术领域，具体地说，涉及一种高精度任意值电容输出装置及输出方法。

背景技术

在飞机燃油测量系统检测及半实物仿真验证试验等场合, 需要模拟油量传感器输出高精度的任意电容信号，这就需要电容输出装置能够及时准确的输出任意电容，而现阶段的电容输出装置采用固定点位输出的方式，只能包含少数特征电容值，无法满足任意输出的需求，且体积大，操作慢，使用不便，无法满足检测和试验的需求。而在如飞机燃油测量等领域应用中，对于电容信号的试验需求是多变的，且范围变化跨度也大，而现有的技术难以满足高范围，快反应且高精度的试验需求。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺点及需求，提出了一种高精度任意值电容输出装置及输出方法，通过设置多个在电容精度取值位数及以上倍数的不同电容值的的精密电容，并采用进制式的方式进行统一和组合，实现高精度的任意电容值的输出，以满足试验的不同需求。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种高精度任意值电容输出装置，用于输出所需电容值，所述高精度任意值电容输出装置包括用于输入电容输出指令C

所述控制单元包括计算单元、连接计算单元和外部指令输入单元的接口单元，以及连接计算单元和精密电容组的执行单元；

所述精密电容组单元中设置多组精密电容，所述执行单元中设置与精密电容对应且连接，并控制精密电容通断的执行元件。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述精密电容是电容值为高精度任意值电容输出装置输出电容值的电容精度值C不同倍数的电容。

本发明提出了一种高精度任意值电容输出方法，基于上述高精度任意值电容输出装置，包括以下步骤：

步骤S1：使用者在外部指令输入单元中输入电容输出指令C

步骤S2：设定所述高精度任意值电容输出装置的输出电容精度值为C，输入电容值的范围为0～C

步骤S3：在计算单元根据电容输出指令C

步骤S4：在精密电容组设置一组多个在精度电容C不同倍数范围内的精密电容，根据得到的逻辑组合值L

为了更好地实现本发明，进一步地，所述进制的形式包括二进制、三进制、四进制、五进制、六进制、七进制、八进制、九进制、十进制。

为了更好地实现本发明，进一步地，当选用的进制的形式为二进制时，设置精密电容按照电容值从小到大排序分别为：C

所述精密电容1的电容值C

所述精密电容2的电容值C

... ...

所述精密电容i的电容值C

... ...

所述精密电容n的电容值C

计算得到所述高精度任意值电容输出装置的最大输出电容值为∑C

为了更好地实现本发明，进一步地，当选用的进制的形式为十进制时，设置精密电容单元，按照电容值从小到大排序分别为：C

所述所述精密电容单元1的电容值C

... ...

所述精密电容单元i的电容值C

... ...

所述精密电容单元n的电容值C

其中，所述C

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

本发明可应用于电容输出复杂多变的情况，如在飞机燃油测量系统检测及半实物仿真验证试验等场合,需要模拟油量传感器输出复杂的高精度电容信号时，本发明可以由试验控制系统通过总线发送电容输出指令，及时准确的输出试验所需电容值，供试验装置采集，以满足试验复杂多样的电容输出需求。本发明在实际应用中可随电容制造技术的提升，无需二次研发，即可不断提高电容输出精度。本发明的装置的输出范围可根据需要无限扩展。本发明的装置可进行模块化封装，自由拓展，易于实现，使用灵活方便，具备远程控制能力，在防爆等危险环境或隔离空间具备广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明装置模块连接关系示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例提出了一种高精度任意值电容输出装置，用于输出所需电容值，所述高精度任意值电容输出装置包括用于输入电容输出指令C

所述控制单元包括计算单元、连接计算单元和外部指令输入单元的接口单元，以及连接计算单元和精密电容组的执行单元；

所述精密电容组单元中设置多组精密电容，所述执行单元中设置与精密电容对应且连接，并控制精密电容通断的执行元件；

为了更好地实现本发明，进一步地，所述精密电容是电容值为高精度任意值电容输出装置输出电容值的电容精度值C不同倍数的电容。

工作原理：参阅图1，高精度电容输出装置包括控制单元、精密电容组两大单元。其中，控制单元包括计算电容值组合输出方案的计算单元，选通精密电容组内精密电容的执行单元，以及接收外部电容输出指令的接口单元，精密电容组包括按位进法依据精度和计数进制选择的一系列精密电容。计算单元主要由AVR微控制器及周边电路组成，执行单元主要由驱动电路及控制选通电路组成，接口单元主要由总线芯片及周边电路组成。

实施例2：

本实施例还提出了一种高精度任意值电容输出方法，基于上述高精度任意值电容输出装置，包括以下步骤：

步骤S1：使用者在外部指令输入单元中输入电容输出指令C

步骤S2：设定所述高精度任意值电容输出装置的输出电容精度值为C，输入电容值的范围为0～C

步骤S3：在计算单元根据电容输出指令C

步骤S4：在精密电容组设置一组多个在精度电容C不同倍数范围内的精密电容，根据得到的逻辑组合值L

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例2的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，当选用的进制的形式为二进制时，设置精密电容按照电容值从小到大排序分别为：C

所述精密电容1的电容值C

所述精密电容2的电容值C

... ...

所述精密电容i的电容值C

... ...

所述精密电容n的电容值C

计算得到所述高精度任意值电容输出装置的最大输出电容值为∑C

本实施例的其他部分与上述实施例2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施3的基础上，确定输出精度C=0.1pF，输出范围为0～100pF，即最大输出电容C

当接口单元将接收到的电容输出指令C

如：指令电容为C

验证：选通电容求和=C

本实施例的其他部分与上述实施例3相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例3-4任一项的基础上，当选用的进制的形式为十进制时，设置精密电容单元，按照电容值从小到大排序分别为：C

所述所述精密电容单元1的电容值C

... ...

所述精密电容单元i的电容值C

... ...

所述精密电容单元n的电容值C

其中，所述C

本实施例的其他部分与上述实施例3-4任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。