CN102640006B - 用于检测频率传感器的故障的方法以及用于实现所述方法的电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测具有偏压电阻且与旋转构件相关联的频率传感器的故障（1）的方法，该方法包括在旋转构件静止的同时执行下列步骤：向传感器的偏压电阻注入包括至少一个第一周期（A1）和至少一个第二周期（A2）的反相交变信号（S1、S2），第一周期的幅度大于第二周期的幅度；以及检测来自传感器的输出信号（S"）的频率。本发明还涉及实现该方法的测量电路。

Description

用于检测频率传感器的故障的方法以及用于实现所述方法的电路

技术领域

本发明涉及检测频率传感器的故障的方法和实现该方法的电路。更具体地，该电路用于合并在用于控制诸如涡轮喷气飞机之类的航空发动机的控制设备中。

背景技术

这样的控制设备包括计算机，该计算机根据引擎的温度、高压压缩机的旋转速度、低压压缩机的旋转速度、引擎中的压力和引擎的各种组件的状态的函数来具体确定燃料的流量。高压压缩机和低压压缩机的旋转速度对控制引擎来说是必要的，且由诸如音轮之类的频率传感器测量它们，例如包括固定到压缩机轴且由线圈环绕的齿轮。

在这样的应用中，控制设备的故障对航空器的操作有严重影响，一种主要关心的问题是检测故障并优选地标识已经发生故障的组件。

目前，由于缺失这样的标识，在检测到故障时，包括传感器和关联电路的总成。这增加了相当可观的成本。

尽管如此，已知检测信号的缺失并将这种状态与故障关联起来。该方法简单有效，且允许检测开路和差分短路。然而，该方法不可能检测对地短路。

也可以使用复杂的电子组件来实现这样的标识。不幸的是，电子组件的可靠性随着复杂性增加而降低，而它们的成本随着复杂性增加而增加。

发明内容

本发明的目标是提供用于检测和标识差分传感器中的故障的简单装置。

为达到这一目标，本发明提供检测与旋转构件相关联的频率传感器的故障的方法，该方法包括在旋转构件静止的同时执行下列步骤：

·将至少一个脉冲注入到传感器的至少一个端子；以及

·检测来自传感器的输出信号中的至少一个脉冲。

这使得尤其以简单的方式来检测所述端子对地的短路成为可能。从传感器所检测到的任何输出信号是传感器响应于将至少一个脉冲注入到传感器的至少一个端子而产生的信号。通过通常包括线圈的频率传感器能容易得多地进行这样的检测，所述线圈呈现电感，使得该线圈通过在输出信号中返回强脉冲来响应于注入的脉冲。

优选地，传感器具有两个端子，且在每一个端子上依次执行脉冲注入和检测。

因而，在频率传感器的每一端子上检测对地短路。

在优选的实现中，脉冲以反相交变信号的形式被注入到传感器的两个端子，每一个信号都包括至少一个第一周期和至少一个第二周期，第一周期的幅度比第二周期的幅度大，且检测涉及来自传感器的输出信号的频率。

来自传感器的输出信号的频率受到传感器遭受的故障种类的影响：它具有对每一类型的故障不同的值，且尤其它对于差分短路为零。这尤其是存在不同幅度的周期的结果：在不同于短路的所有情况下考虑大幅度周期，同时仅在开路时考虑低幅度周期。

本发明也提供包括频率传感器和采集系统的测量电路，采集系统包括被安排为实现该方法的数字计算机。

因而，分析来自采集系统的信号使得通过实现该方法来检测故障并标识它们成为可能。

在阅读本发明的特定的非限制性实施例的下列描述之后，可以看出本发明的其他特性和优点。

附图说明

对附图进行参考，附图中：

·图1是根据本发明的电路的图；

·图2是示出所注入的信号的波形的图；

·图3是示出测量电路的各种可能状态（即正常操作（a）、由开路引起的故障（b）、由差分短路引起的故障（c）以及由对地短路引起的故障（d））的图；以及

·图4是类似于图1的视图，示出本发明的方法的变体实现。

详细描述

在此将关于基于来自合并到引擎的传感器的信息和航空器的飞行员的指令来控制航空发动机尤其是涡轮喷气飞机的设备，描述根据本发明的测量电路。控制设备驱动用于控制被引入到引擎的燃烧室的燃料的流量的构件。

在这一示例中，测量电路旨在测量涡轮喷气飞机的高压压缩机或低压压缩机的旋转速度。

参考各图，测量电路包括频率传感器1以及采集系统，频率传感器1在这里是本身已知类型的音轮，采集系统（给予总附图标记2）将传感器1连接到数字计算机3（或数字核）。

从传感器1到数字计算机3，采集系统2包括：共模/差模滤波器构件4；放大器5；以及用于将正弦输入信号变换成晶体管-晶体管逻辑电路（TTL）信号的整形器构件6。

数字计算机3也分别经由数模转换器7和数模转换器8连接到传感器1的两个端子，以便将交变信号注入到传感器1的端子。

在传感器和关联的旋转构件静止时，数字计算机3被安排为将交变信号S1、S2传输到传感器1的端子并分析传感器1输出的信号，且更确切地说，在这一示例中，分析整形器构件6的输出。

更具体地参见图2，所注入的信号S包括至少第一周期A1和第二周期A2，第一周期A1的幅度大于第二周期A2的幅度。在这一示例中，所注入的信号S基本上是正弦形状。更确切地，信号S1被注入到热点且信号S2被注入到冷点，信号S1和信号S2具有相同的频率F0，但相对于彼此反相。信号S2的周期A1和周期A2在时间上相对于信号S1的周期偏移。

在正常的操作中（图3a），信号S1和信号S2相加，放大器输出的信号S′中信号S1和S2的周期A1相互跟随，同时不考虑周期A2，使得信号S'呈现以每一信号S的频率的两倍的频率的正弦波形，且整形器构件输出的信号S"呈现以与信号S'的频率相同的频率的方波。不考虑周期A2，这是因为它们被由传感器的阻抗和偏压电阻的阻抗产生的分压桥衰减。

在开路的情况下（图3b），考虑周期A2，这是由于它们不受传感器衰减，这不同于上面的情况。信号S1和信号S2相加，信号S′中信号S1和信号S2的周期A1和周期A2彼此跟随，导致整形器构件6的周期A1和周期A2被考虑，使得信号S"具有等于信号S和信号S'的频率的四倍的频率。

在差分短路的情况下（图3c），两个端子连接在一起，且没有信号输入那些端子。因而信号S'和S"是零频的。

在对地短路的情况下（图3d），仅一个信号S达到放大器4，使得信号S'和S"处于等于信号S的频率的频率。

因而，该电路被安排为检测和标识故障。

当然，本发明不限于所描述的实施例，而是覆盖落在本发明的范围内的任何变体，本发明的范围由权利要求界定。

尤其，根据本发明的电路可以与一个或多个传感器一起使用。

尽管以上在航空应用中描述了本发明，但本发明适用于借助任何类型的频率传感器的测量以进行引擎控制或任何其他类型的控制（例如制动装置的防滑系统）。

数字计算机可以是专用的数字计算机，或者它可以是也执行一种或多种其他功能的数字计算机。

如图4的变体中所示出的，根据本发明的故障检测方法可以包括在旋转构件（频率传感器与该旋转构件相关联）静止时执行下列步骤：

·将脉冲S注入到传感器1的第一端子（例如热点）；

·检测输出信号S"中的至少一个脉冲；

·将脉冲S注入到传感器1的在冷点处的第二端子；以及

·检测输出信号S"中的脉冲。

当在注入脉冲的端子处没有对地短路时，传感器的感应确保它返回强脉冲（跨越电感的端子的电压取决于所注入的电流的导数），该脉冲出现在信号S′中且因而在信号S"中。这一脉冲的缺失指示所述端子对地短路。

也可以向不同于注入脉冲的该端子的端子注入平坦信号。

在这一变体中，注入一个或多个脉冲以便在输出信号S"中获得一个或多个方波脉冲是可能的。

尽管在这一变体中对每一端子依次执行脉冲注入和检测，但仅测试一个端子也是可能的。

Claims (5)

1.一种检测与旋转构件相关联的频率传感器（1）的故障的方法，所述方法包括在所述旋转构件静止的同时执行下列步骤：

·将至少一个脉冲注入到所述传感器的至少一个端子；以及

·检测来自所述传感器的输出信号（S"）中的至少一个脉冲，

其中，脉冲以反相交变信号（S1、S2）的形式被注入到所述传感器的两个端子，每一反相交变信号包括至少一个第一周期（A1）和至少一个第二周期（A2），所述第一周期的幅度大于所述第二周期的幅度，且检测涉及来自所述传感器的输出信号（S"）的频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器具有两个端子，且在每一端子上依次执行脉冲注入和检测。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所注入的信号（S1、S2）基本是正弦的。

4.包括频率传感器（1）以及采集系统（2）的测量电路，所述采集系统（2）包括被安排为实现如以上权利要求中的任一项所述的方法的数字计算机（3）。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，从所述传感器（1）到所述数字计算机（3），所述采集系统（2）包括：共模/差模滤波器构件（4）；放大器（5）；以及TTL整形器构件（6）。

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