一種位移傳感器接收通道的監控電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于飛行控制系統技術領域，涉及一種位移傳感器接收通道的監控電路。
【背景技術】
[0002]電傳飛行控制系統對駕駛艙指令以及舵面反饋位移的采集均采用了位移傳感器，即:角位移傳感器(RVDT)或線位移傳感器(LVDT)。RVDT傳感器原理和變壓器相似。如圖1所示，在變壓器初級線圈兩端施加激勵信號后，在匝數相等的次級線圈兩部分將會感應產生相同頻率的交變信號，將次級線圈A+和次級線圈B+與信號輸出端相連，次級線圈A-和次級線圈B-可以同時接地，也可以與另一輸出端相接。當傳感器中的鐵芯轉動時，次級線圈兩部分之間的耦合發生變化，從而使次級線圈兩部分的輸出電壓按正弦、余弦變化。當鐵芯的零端點轉動至中央時，兩個次級線圈所產生的感應電動勢大小相等。鐵芯的零端點轉動離中央位置越遠，感應電動勢之差越大，輸出與鐵芯零端點的轉動角度成比例，從而實現位移或者角度檢測。LVDT傳感器原理與RVDT原理基本相同。
[0003]位移傳感器(LVDT、RVDT)兩次級線圈隨著鐵芯位置的改變產生相同頻率的交變信號，當次級線圈A的信號幅值增大時，幅邊B的幅值將減小，兩個輸出端的電壓差為傳感器的工作電壓，正常工作時兩個輸出端的電壓和(V1+V2)始終是常值而與傳感器可動磁心的位置無關。線路斷開或激磁減少使(V1+V2)和值減少，如果和值電壓與基準電壓之差超過門限便認為是故障，LVDT傳感器信號采集及在線監控見圖2所示。
[0004]在多余度系統中，傳感器信號的監控主要是以冗余的傳感器間的相互監控為主，但當余度降低后或低余度系統中，在線監控技術就顯得尤為重要。位移傳感器的監控原理雖然比較簡單，但不同的監控策略將產生不同的結果。圖3給出了當前常用的一種方案，當和值監控不正確時，不管是由于位移傳感器自身出現故障或和值監控通道的解調出現故障，均可實現故障安全，若和值監控正確而位置信號的解調出現問題時，故障不能被發現，可能帶來潛在的隱患；圖4給出了當前應用的另一種方案，將位移傳感器次級線圈高端與低端電壓分別解調后取和值進行監控，取差值進行位置解算，這種方法能夠涵蓋解調故障及傳感器整個線路的故障，但當出現故障時，不能進行故障具體定位，因此不能將故障隔離到 LRU0
【發明內容】
[0005]本發明的目的是:提出一種全面的位移傳感器接收通道故障監控電路，在覆蓋位移傳感器自身故障的同時能夠監控解調電路的故障，且能實現故障的準確定位，從而實現系統中位移傳感器的故障安全功能。
[0006]本發明的技術方案是:一種位移傳感器接收通道的監控電路，其特征在于，該監控電路由位移傳感器1、激勵電源2、正向信號處理電路3、反向信號處理電路4、次級線圈和值處理電路5和監控電路6組成；位移傳感器I初級線圈與激勵電源2輸出相連，次級線圈輸出中抽CT接地，正向信號處理電路3由減法器、緩沖器和解調濾波電路組成，減法器接收位移傳感器次級線圈高端H電壓信號、位移傳感器次級線圈低端L電壓信號，形成差值后送到緩沖器并經解調濾波后作為位置信號輸出，反向信號處理電路4由減法器、緩沖器和解調濾波電路組成，減法器接收位移傳感器次級線圈低端L電壓信號、位移傳感器次級線圈高端H電壓信號，形成差值后送到緩沖器并經解調濾波后輸出，次級線圈和值處理電路5由加法器、緩沖器和解調濾波電路組成，加法器接收位移傳感器次級線圈高端H電壓信號、位移傳感器次級線圈低端L電壓信號，形成和值后送到緩沖器并經解調濾波后輸出，監控電路6由加法器、解調監控模塊、和值監控模塊、或門電路組成，加法器接收正向信號處理電路3輸出信號、反向信號處理電路4輸出信號，形成和值后送解調監控模塊處理，并輸出解調監控結果DMM，和值監控模塊接收次級線圈和值處理電路5的輸出信號進行處理，輸出和值監控結果CMM，解調監控結果DMM與和值監控結果CMM經或門電路后輸出在線監控結果ILM。
[0007]本發明的優點是:電路原理簡單實用，能夠全面監控位移傳感器接收通道的故障，且能夠將故障定位到LRU。
【附圖說明】
[0008]圖1為RVDT傳感器原理圖；
[0009]圖2為LVDT在線監控原理圖；
[0010]圖3為常用位移傳感器信號采集與監控原理I ;
[0011]圖4為常用位移傳感器信號采集與監控原理2;
[0012]圖5為本發明的電原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發明做進一步詳細說明。一種位移傳感器接收通道的監控電路，其特征在于，該監控電路由位移傳感器1、激勵電源2、正向信號處理電路3、反向信號處理電路4、次級線圈和值處理電路5和監控電路6組成；位移傳感器I初級線圈與激勵電源2輸出相連，次級線圈輸出中抽CT接地，正向信號處理電路3由減法器、緩沖器和解調濾波電路組成，減法器接收位移傳感器次級線圈高端H電壓信號、位移傳感器次級線圈低端L電壓信號，形成差值后送到緩沖器并經解調濾波后作為位置信號輸出，反向信號處理電路4由減法器、緩沖器和解調濾波電路組成，減法器接收位移傳感器次級線圈低端L電壓信號、位移傳感器次級線圈高端H電壓信號，形成差值后送到緩沖器并經解調濾波后輸出，次級線圈和值處理電路5由加法器、緩沖器和解調濾波電路組成，加法器接收位移傳感器次級線圈高端H電壓信號、位移傳感器次級線圈低端L電壓信號，形成和值后送到緩沖器并經解調濾波后輸出，監控電路6由加法器、解調監控模塊、和值監控模塊、或門電路組成，加法器接收正向信號處理電路3輸出信號、反向信號處理電路4輸出信號，形成和值后送解調監控模塊處理，即比較該和值是否小于給定的門限電壓，理論上該和值應該為零，之所以設置門限電壓，是考慮工程實踐中各種干擾和解調誤差，門限電壓的取值范圍為小于0.5伏，若小于給定的門限電壓，輸出解調監控結果DMM為1，否則為O ;和值監控模塊接收次級線圈和值處理電路5的輸出信號進行處理，即比較該輸出信號值與給定的理論和值的差值是否小于給定的門限電壓，理論上該差值應該為零，之所以設置門限電壓，是考慮工程實踐中各種干擾和解調誤差，門限電壓的取值范圍為小于給定的理論和值的5%，若小于給定的門限電壓，輸出和值監控結果CMM為1，否則為O ;解調監控結果DMM與和值監控結果CMM經或門電路后輸出在線監控結果ILM，只要CMM或DMM之一為O，ILM便輸出O值。
[0014]本發明的工作原理是:位移傳感器初級線圈接收到恒定激勵電源的激勵電壓信號后，次級線圈便根據鐵芯位置產生出對應大小的交流電壓信號，將次級線圈高端與低端電壓差解調后便形成傳感器所測量的位置輸出信號，將次級線圈低端與高端電壓差解調后便形成傳感器所測量的位置輸出信號相反的信號，將位指信號與位置反信號相加后便可對位置解調電路進行監控，若和值小于給定的門限，便認為解調電路正常，次級線圈高端與低端的和值電壓解調后進行傳感器和值監控，若與給定的和值電壓差小于給定的門限，便認為傳感器輸出正常，將解調監控與和值監控結果或門輸出作為傳感器通道工作正常的在線監控信號，若正常便認為位移傳感器接收通道工作正常。
【主權項】
1.一種位移傳感器接收通道的監控電路，其特征在于，該監控電路由位移傳感器[I]、激勵電源[2]、正向信號處理電路[3]、反向信號處理電路[4]、次級線圈和值處理電路[5]和監控電路[6]組成；位移傳感器[I]初級線圈與激勵電源[2]輸出相連，次級線圈輸出中抽CT接地，正向信號處理電路[3]由減法器、緩沖器和解調濾波電路組成，減法器接收位移傳感器次級線圈高端H電壓信號、位移傳感器次級線圈低端L電壓信號，形成差值后送到緩沖器并經解調濾波后作為位置信號輸出，反向信號處理電路[4]由減法器、緩沖器和解調濾波電路組成，減法器接收位移傳感器次級線圈低端L電壓信號、位移傳感器次級線圈高端H電壓信號，形成差值后送到緩沖器并經解調濾波后輸出，次級線圈和值處理電路[5]由加法器、緩沖器和解調濾波電路組成，加法器接收位移傳感器次級線圈高端H電壓信號、位移傳感器次級線圈低端L電壓信號，形成和值后送到緩沖器并經解調濾波后輸出，監控電路[6]由加法器、解調監控模塊、和值監控模塊、或門電路組成，加法器接收正向信號處理電路[3]輸出信號、反向信號處理電路[4]輸出信號，形成和值后送解調監控模塊處理，并輸出解調監控結果DMM，和值監控模塊接收次級線圈和值處理電路[5]的輸出信號進行處理，輸出和值監控結果CMM，解調監控結果DMM與和值監控結果CMM經或門電路后輸出在線監控結果ILM。
【專利摘要】本發明公開了一種位移傳感器接收通道的監控電路，包括位移傳感器，所述位移傳感器初級線圈與激勵電源相連，其特征在于：位移傳感器的次級線圈的高端與低端電壓差值解調后作為測量位置信號輸出、并與位移傳感器的次級線圈的低端與高端電壓差解調后的值的和作為解調監控量，位移傳感器的次級線圈的高端與低端電壓和值解調后作為和值監控信號輸出。本發明通過不同解調模塊對次級線圈高低端電壓差值與次級線圈低高端電壓差值的解調對比，實現了對解調電路工作狀態的檢測，通過對次級線圈高低端電壓和值的解調值進行監控，實現了位移傳感器線路連接狀態的檢測，位移傳感器接收通道故障狀態檢測全面，定位準確。
【IPC分類】G05B19/048
【公開號】CN105527906
【申請號】CN201410508697
【發明人】杜永良, 張新慧
【申請人】中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月28日