CN105431740B

CN105431740B - 飞机轮速度传感器

Info

Publication number: CN105431740B
Application number: CN201480026828.2A
Authority: CN
Inventors: S.B.瓦纳
Original assignee: Woodward Ltd
Current assignee: Woodward Ltd
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2019-11-01
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: CN105431740A; US20140266156A1; US9482686B2; EP2972410B1; BR112015022586A2; EP2972410A1; WO2014164306A1

Abstract

飞机轮速度传感器系统包括一对导体，其耦合在机电系统与控制系统之间。控制系统配置成将载波电压信号施加到导体对，并且检测导体对上的调制电流信号。机电系统包括：定子；以及在飞机轮旋转时运动的转子。定子包括围绕转子设置的绕组。绕组配置成响应转子的运动而在导体对上产生调制电流信号。调制电流信号具有取决于飞机轮的旋转速度的频率。调制频率通过解调来确定。调制信号的峰值幅度在所检测速度的整个范围内保持恒定。转子可具有多个主要齿，定子线圈围绕其缠绕，各主要齿在内周边具有多个次要齿。转子上设置的齿的形状可对应于定子上的次要齿的形状。

Description

飞机轮速度传感器

优先权要求

本申请要求2013年3月13日提交的美国专利申请No.13/799637的优先权，通过引用将其完整内容结合于此。

背景技术

本说明书涉及感测飞机轮速度。许多类型的飞机使用速度传感器来感测飞机轮的速度。例如，在飞机防滑控制系统—又称作防抱死制动系统—中使用轮速度传感器。轮速度传感器通常检测飞机轮的时变位置或速度，并且产生指示所检测信息的模拟或数字输出信号。

发明内容

在一个一般方面，通过转子运动所调制的信号取决于飞机轮的旋转速度。

在一些方面，载波电压信号施加到与定子绕组连接的一对导体。定子绕组围绕转子来设置，转子在飞机轮旋转时运动。定子绕组配置成响应转子的运动而在导体对上呈现调制电流信号。调制电流信号具有取决于飞机轮的旋转速度的频率。

实现可包括下列特征的一个或多个。检测调制电流信号。将调制电流信号与其载波信号隔离。载波激励电压信号是固定频率电压信号。调制电流信号是对载波电压信号的变频调制。载波信号具有比调制电流信号的预计频率要大许多倍(例如十倍或以上)的频率。

作为补充或替代，这些和其他实现可包括下列特征的一个或多个。生成具有调制电流信号的频率的固定电压方波逻辑频率信号。将方波逻辑信号提供给飞机控制系统。飞机轮的速度基于所检测的调制电流信号频率来确定。检测飞机轮速度的范围，包括下至接近零的速率。

在一些方面，飞机轮速度传感器系统包括一对导体，其耦合在机电系统与控制系统之间。控制系统配置成将载波电压激励信号施加到导体对，并且检测同一对导体上的调制电流信号。机电系统包括：定子；以及转子，其在飞机轮的旋转时运动。定子包括围绕转子所设置的绕组。绕组配置成响应转子的运动而在导体对上呈现调制电流信号。调制电流信号具有取决于飞机轮的旋转速度的频率。

实现可包括下列特征的一个或多个。定子包括主要定子齿，以及绕组包括线圈，其围绕定子的圆周以交替极性串联地缠绕主要定子齿。定子包括次要定子齿，其从主要定子齿朝转子延伸。转子包括转子齿，其朝次要定子齿延伸。定子包括相邻次要定子齿对之间的次要定子槽，并且各次要定子齿比其两个相邻次要定子槽要窄。转子包括相邻转子齿对之间的转子槽，并且各转子齿比其两个相邻转子槽要窄。次要定子齿与转子齿之间的磁相互作用通过位置可变电感的效应在绕组上产生调制电流信号。转子包括轴，其以机械方式耦合到飞机轮。机电系统没有包括或依靠永久磁体，它也没有用作交流发电机或发电机。

在某些上下文中，本文所述的一些方面可提供一个或多个优点。本文所述的速度传感器系统和速度感测技术能够提供健壮速度信号。例如，本文所述的系统能够检测比基于绕线磁极式或永磁体交流发电机的一些常规系统要低的轮速度。在一些情况下，本文所述的技术能够通过较小或者较轻硬件来实现，例如无需永磁体，并且具有较少导线、较少引出线、较少电气硬件等。

本文所述的技术和系统能够用于飞机系统中以及检测旋转速度的其他类型的系统中。例如，速度传感器系统和速度感测技术能够用来检测飞机轮、汽车轮、涡轮机转子、电机或其他机器的速度。

在方面1，一种感测飞机轮速度的方法包括：将载波电压信号施加到与定子绕组耦合的一对导体，定子绕组围绕转子设置，所述转子在飞机轮旋转时运动，所定子绕组配置成响应转子的运动而在导体对上呈现调制电流信号，调制电流信号具有取决于飞机轮的旋转速度的频率；以及检测调制电流信号。

按照方面1的方面2，包括将调制电流信号与载波电压信号隔离。

按照方面1或2中的任一项的方面3，其中载波电压信号是单频电压信号。

按照方面1至3中的任一项的方面4，其中调制电流信号是对载波电压信号的变频调制。

按照方面1至4中的任一项的方面5，其中调制电流信号的频率是独立于温度的。

按照方面1至5中的任一项的方面6，包括：生成具有调制电流信号频率的方波逻辑信号；以及向飞机控制系统提供方波逻辑信号。

按照方面1至6中的任一项的方面7，包括基于所检测的调制电流信号来确定飞机轮的速度。

在方面8，飞机轮速度传感器系统包括：一对导体，耦合在机电系统与控制系统之间；控制系统，配置成将载波电压信号施加到导体对，并且检测导体对上的调制电流信号；以及机电系统，包括：转子，在飞机轮旋转时运动；以及定子，包括围绕转子所设置的绕组，绕组配置成通过响应转子的运动而调制导体对上的电流来呈现调制电流信号，调制电流信号具有取决于飞机轮的旋转速度的频率。

按照方面8的方面9，定子包括主要定子齿，绕组包括串联地缠绕主要定子齿的多个线圈。

按照方面9的方面10，定子包括从主要定子齿朝转子延伸的次要定子齿。

按照方面10的方面11，转子包括朝次要定子齿延伸的转子齿。

按照方面11的方面12，定子包括相邻次要定子齿对之间的次要定子槽，各次要定子齿比其两个相邻次要定子槽要窄，转子包括相邻转子齿对之间的转子槽，各转子齿比其两个相邻转子槽要窄。

按照方面11或12中的任一项的方面13，其中次要定子齿与转子齿之间的磁相互作用在绕组上产生调制电流信号。

按照方面8至13中的任一项的方面14，转子包括以机械方式耦合到飞机轮的轴。

按照方面8至14中的任一项的方面15，其中机电系统没有包括永磁体。

按照方面8至15中的任一项的方面16，其中机电系统与控制系统之间的电耦合仅通过导体对来提供。

在方面17，一种感测飞机轮速度的方法包括：在围绕转子设置的定子绕组处接收载波电压信号，所述转子在飞机轮旋转时运动，所载波电压信号从电机外部的一对导体接收；以及响应转子的运动而在导体对上呈现调制电流信号，调制电流信号具有取决于飞机轮的旋转速度的频率。

按照方面17的方面18，还包括将调制电流信号与载波电压信号隔离。

按照方面17或18的方面19，其中载波电压信号是单频电压信号。

按照方面17至19中的任一项的方面20，其中调制电流信号是对载波电压信号的变频调制。

按照方面17至20中的任一项的方面21，其中调制电流信号的最大电压幅度在飞机轮旋转速度的范围内是恒定的。

在方面22，飞机轮速度传感器系统包括：机电系统，通过最多一对导体电耦合到控制系统，机电系统包括没有永磁体的定子以及没有永磁体的转子，定子包括配置成在导体对上呈现信号的绕组，信号具有基于飞机轮的旋转速率而改变的频率；以及当旋转速率接近零时保持为恒定的峰值幅度；以及控制系统，配置成检测导体对上的信号。

按照方面1至7中的任一项的方面23，该方法还包括：在围绕转子设置的定子绕组处接收载波电压信号，所述转子在飞机轮旋转时运动，所载波电压信号从电机外部的导体对接收；以及响应转子的运动而在导体对上呈现调制电流信号。

在附图和以下描述中提出一个或多个实现的细节。通过描述和附图以及通过权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是示例轮速度检测系统的示意图。

图2是示例电机系统的剖面视图。

图3A是示出传感器系统中的一对导体上的示例信号的示波图。

图3B是示出在两倍于图3A所示示例的标称速率处，传感器系统中的一对导体上的另一个示例信号的示波图。

图4是示出用于检测飞机轮速度的示例技术的流程图。

各个图中的相似参考标号表示相似元件。

具体实施方式

在本文所述的一些方面，轮速度传感器系统包括仅通过两个导线来连接的机电系统和控制器。使用二导线架构，机电系统能够采用稳态交流(AC)电压来激励，以及机电系统能够在用以激励它的同样的两个导线上产生恒定幅度的调制AC电流。调制AC电流能够转换成逻辑输出脉冲串。因为调制电流信号在操作速率的全范围内具有比较恒定的工作幅度，所以甚至很低速率的旋转也产生能够被处理的信号幅值(例如高于噪声阈值)。在使用永磁体的一些现有系统中，信号幅度随着速率降低而减小到无用的低值。

在本文所述的一些示例中，轮速度传感器系统包括具有高频铁磁芯(转子和定子铁芯)的机电子系统。一对轴承允许转子相对于定子旋转。高次要齿计数能够在铁芯上用来产生高频输出信号。次要齿与其相邻槽口相比能够是不对称的，以便增强从最小值到最大值的电感变化。主要定子齿能够缠绕有一系列铜磁线圈。在一些示例中，不要求永磁体。由机电系统所产生的输出信号能够具有恒定(例如没有实质变化)的并且对接近零旋转速率是有效的峰值幅度。在一些情况下，传感器系统能够通过极为健壮并且适合于恶劣环境的构造来实现。

图1是示例轮速度检测系统100的示意图。图1中，在飞机系统的上下文中示出用于检测飞机轮的旋转速度的示例轮速度检测系统100。轮速度检测系统100能够适合于其他应用，例如检测其他类型的旋转体(例如轮、转子、齿轮等)的速度。示例轮速度检测系统100包括传感器系统10、飞机轮组件120和飞机控制系统130。轮速度检测系统能够包括附加或不同特征，以及轮速度检测系统的特征能够如图1所示或者按照另一种配置来配置。

示例传感器系统110包括控制器116和机器102。机器102以机械方式耦合(例如通过轴、齿轮组件或者这些和其他类型的机械链接的组合)到飞机轮组件120。控制器116在通信上耦合(例如通过有线连接、无线连接或者这些和其他类型的通信链路的组合)到飞机控制系统130。机器102通过一对导体108a、108b电连接到控制器116。传感器系统能够包括如所示或者按照另一种布局所布置的附加或不同组件。

示例机器102包括定子104和转子106。机器能够包括附加或不同的组件。定子104携带定子绕组，该定子绕组连接到导体108a、108b。转子106通过磁(电感)相互作用来耦合到定子104。示例机器102能够将转子106的机械运动转换成导体108a、108b上的电信号。在一些示例中，机器102能够是图2所示的电机200，或者能够使用另一种类型的机器。

示例控制器116包括振荡器112和处理模块114。控制器能够包括附加或不同的组件。振荡器112能够接收电力118(例如从可变电源、从电压母线等)，并且生成载波电压信号。载波电压信号能够是单频交流电压信号(例如1 kHz、30 kHz、50 kHz、100 kHz等)。控制器116能够将载波电压信号施加到导体108a、108b，导体108a、108b将载波电压信号传递给定子104的绕组。在一些情况下，转子106的运动调制定子绕组中并且通过导体108a、108b的电流。处理模块114能够检测导体108a、108b上的调制信号(例如电流、电压等)，并且基于所检测的电流调制来产生输出信号122。

在一些情况下，输出信号122是逻辑(例如二进制)方波信号，其具有在导体108a、108b上检测的调制电流信号的频率。例如，如果调制具有1 kHz的频率，则输出信号122能够是具有1 kHz的频率的方波。在所示示例中，调制电流信号的频率取决于转子106的旋转速率，而转子的旋转速率继而取决于飞机轮的旋转速率。因此，图1中的示例输出信号122具有与飞机轮的旋转速度相关(例如直接成比例)的频率，以及飞机控制系统130能够从输出信号122确定飞机轮速度。

在操作的一些方面，控制器116经由导体108a、108b将载波电压信号施加到定子绕组。飞机轮组件120中的飞机轮的旋转使转子106相对定子104运动。转子106的运动经由定子绕组来调制导体108a、108b中的电流信号。调制电流信号的频率与飞机轮的旋转速度相关(例如成比例、相等或者以其他方式相关)。控制器116检测调制电流信号。例如，处理模块114能够使用精确整流、低通滤波、AC耦合和其他标准处理技术将速率相关信号与载波信号隔离。调制电流信号能够按照另一种方式来检测。控制器116能够基于所检测调制来产生输出信号122。例如，控制器116可通过地参考比较器来处理信号，并且产生逻辑电平变频方波信号以供下游飞机控制系统130使用。

示例飞机轮组件120包括一个或多个飞机轮以及可能的其他组件。飞机轮组件能够是飞机起落架或者另一个飞机子系统的一部分。飞机轮组件120的一个或多个轮以机械方式耦合到机器102的转子106。例如，飞机轮组件120中的轮轴能够以机械方式耦合到转子106的轴，其中具有位于轮与转子中间的可能附加机械组件。轮与转子106之间的速度比率或机械利益能够是1:1，或者能够使用不同(更高或更低的)速度比率。

示例飞机控制系统130包括一个或多个数字电子控件(例如数字控制器、数字处理器、微处理器、计算机系统等)，其接收输出信号122。飞机控制系统130可将输出信号122转换成速度或频率值(例如每单位时间的旋转等)，以及该值能够被存储、显示、处理或者用作控制系统算法或逻辑中的输入。在一些情况下，飞机防滑控制系统(防抱死制动系统)能够基于输出信号122进行操作。

图2是示例电机200的剖面视图。示例电机200能够用于传感器系统中，例如图1所示的示例传感器系统110中。示例电机200能够用于其他类型的系统中。例如，示例电机200能够用来检测飞机轮、汽车轮、涡轮机转子、电机或其他旋转构件的速度或位置。如图2所示，示例电机200包括壳体202、定子201和转子203。电机能够包括附加或不同的组件，以及电机的组件能够设置在示例电机200中或者另一种布局中。

图2所示的示例定子201包括定子铁芯204以及安装在定子铁芯204中的定子绕组222。定子铁芯204能够由高频铁磁材料(例如，电工钢、铁粉、铁氧体等)或者另一种类型的材料来制成。绕组222能够由铜或另一种类型的导电材料来制成。示例定子铁芯204包括主要定子齿210以及各相邻主要定子齿对210之间的主要定子槽212。如图2中的示例所示，主要定子齿210各包括次要定子齿214，该次要定子齿朝转子以及各相邻次要定子齿对214之间的次要定子槽216延伸。定子绕组222包括多个磁线圈223。线圈223全部围绕定子铁芯204的圆周以方向上交替的含义(N、S、N、S等)缠绕在主要定子齿210上。定子能够包括附加或不同的特征，其能够如所示或者按照另一种配置来配置。

在图2所示的示例中，示例定子201具有一般圆柱几何结构。定子铁芯204能够包括沿轴向堆叠的迭片结构。各迭片结构能够是基本上平面的结构，其具有图2所示的一般径向几何结构。主要定子齿210从定子铁芯204的外圆周向内径向延伸。次要定子齿214从主要定子齿210向内朝转子203径向延伸。主要定子齿210包括定子铁芯204的外圆周附近的窄截面以及朝内圆周的宽截面。通过主要定子齿210所限定的主要定子槽212包括携带绕组222的凹槽。

示例绕组222的各线圈223限定围绕主要定子齿210其中之一的窄截面的多个导电回路，以及单独线圈223相互串联连接。因为所有线圈223串联连接，所以绕组222限定通过定子铁芯204的单个导电通路。通过绕组222所限定的导电通路在绕组222的第一端与绕组222的第二端之间延伸。在绕组222的两端之间，导电通路(通过线圈223)串联地环绕各主要定子齿八周。绕组的第一和第二端能够连接到电机200外部的外部引出线(或导体)。例如，绕组222的两端能够连接到图1所示的示例中的导体108a、108b。因此，绕组222能够在外部引出线之间形成通过定子201的单个导电通路。

示例绕组222能够通过外部电压源来驱动。在一些情况下，外部控制系统(例如振荡器、电源、图1所示的控制器116或者另一种类型的控制系统)将时变电压信号施加到绕组的两个相对端。载波电压信号能够是单频正弦波信号或者另一种类型的电压信号。在一些情况下，载波电压信号在定子铁芯204中产生时变磁场。

在图2所示的示例中，各线圈223的剖面在图2中以“x”或“o”来标记，以示出在给定时刻通过线圈223的电流的方向。绕组222能够在各主要定子齿210中产生局部磁场。图2中的箭头示出在给定时刻的各主要定子齿210中的磁场的方向。各主要定子齿210中的局部磁场在两个相邻主要定子齿210的每个中具有局部磁场的相反取向。在所示示例中，线圈223和八个主要定子齿210限定四极磁场。

图2所示的示例转子203包括轴208和转子铁芯206。转子铁芯206能够由高频铁磁材料(例如，电工钢、铁粉、铁氧体等)或者另一种类型的材料来制成。轴208能够由铝、钢或者另一种类型的材料来制成。如图2所示，转子铁芯206包括转子齿218，其在转子铁芯206的外圆周向外径向延伸。转子铁芯206包括各相邻转子齿对218之间的转子槽220。在图2所示的示例中，转子齿218和次要定子齿214具有相似或相同的宽度。定子能够包括附加或不同的特征，其能够如所示或者按照另一种配置来配置。

图2所示的示例转子203能够配置成响应外部系统(例如轮或另一种类型的可旋转组件)的旋转而运动。例如，转子203能够配置成以由外部系统的旋转速度确定的旋转速度进行旋转。轴208以机械方式将转子203与外部系统耦合。轴208在其轴向端的每个上通过轴承来支承。轴承驻留在定子铁芯204外部，并且允许轴208在定子铁芯204中响应外部系统的运动(例如旋转)而旋转。转子铁芯206固定到轴208并且随轴208旋转。

示例转子203的角位置在对齐状态(其中转子齿218与次要定子齿214对齐)与未对齐状态(其中转子齿218与次要定子齿214未对齐)之间变化。在对齐与未对齐状态之间，转子齿218和次要定子齿214在某种程度上对齐(或者未对齐)。在图2所示的示例中，转子齿218配置成与次要定子齿214进行磁相互作用。具体来说，转子齿218和次要定子齿214的对齐或者未对齐的程度能够改变转子203与定子201之间的互电感。

在一些情况下，示例电机200能够作为最小泄漏电感的细间距可变电感器进行操作，该最小泄漏电感具有作为旋转函数的(对齐与未对齐状态之间的)明显变化电感值。例如通过使用不对称齿规划(其中次要定子齿214的宽度比其任一侧上的次要定子槽216要窄)，能够增强对齐与未对齐位置之间的区别。在一些情况下，次要定子齿214的宽度比次要定子槽216明显要窄。

在一些情况下，示例转子203的旋转速度确定定子铁芯204中的磁场变化的频率。示例转子203包括四十八(48)个转子齿，以及转子203在定子201中的一次旋转产生磁场变化的四十八个循环。通过转子203的运动所产生的磁场变化能够调制绕组222上的电流。在一些情况下，绕组222上的电流调制能够生成调制电流信号，其在绕组222的端子末端(例如引出线)处是可观测的。例如，如果绕组222的相对端连接到图1所示的导体108a、108b，则控制器116能够检测由转子203的运动所产生的调制电流信号。

示例绕组222上的调制电流信号的频率可通过驱动转子203的外部系统的旋转速度以及可能的其他因素来确定。例如，调制电流信号频率能够与外部系统的旋转速度成比例。转子203能够具有大量转子齿以产生高频信号，其中信号的频率与齿数乘以转子轴的速率之积成比例。在图2所示的示例中，调制电流信号具有近似为转子203的旋转速度的四十八(48)倍的频率，因为转子203的圆周上存在四十八(48)个等距转子齿218。转子203的旋转速度能够与外部系统的旋转速度相同或者成比例。例如，齿轮组件或其他耦合系统可转换(增加或降低)外部系统与转子203之间的旋转速度。

在操作的一个方面，示例绕组的两个端子末端采用来自外部电压源的恒定AC电压来驱动。载波电压信号能够具有与转子203的旋转频率相比要大的频率(例如30 kHz)。在一些情况下，激励频率比在电机200的全额定速率的齿-齿过渡的预计频率要大数倍(例如十倍)。在一些实现中，这种高频激励能够产生将要处理的足够的原始数据。当转子203由外部系统(例如飞机轮)来驱动时，转子203相对定子201运动，以及转子铁芯206与定子铁芯204之间的磁相互作用产生磁场变化，该磁场变化调制绕组222上的电流。因此，在绕组222的端子末端所耦合的外部引出线上呈现调制电流信号。调制电流信号具有与转子203的旋转速度成比例(例如四十八倍或者另一个倍数)的频率。调制电流信号能够与载波电压信号隔离，以及调制电流信号的频率能够用作输入以计算外部系统(即，耦合到轴208并且驱动转子203的系统)的旋转频率。

图3A和图3B是示出传感器系统中的一对导体上的示例信号的示波图。通过将电流传感器与定子绕组（例如图2所示的示例绕组222）串联放置来产生示例示波图300、310。图3A是示出与48齿转子(其以每分钟900转(rpm)运动)耦合的定子绕组的引出线上的电压的示波图300。图3B是示出与同一48齿转子(其以两倍快的速度，1800 rpm运动)耦合的同一定子绕组的引出线上的电压的另一个示波图310。

示波图300、310中的示例信号示出对大约9毫秒的时间周期内的时间(水平轴)所绘制的电压(垂直轴)。各图表所示的均方根(rms)电压大约为62毫伏(mV)。各图表包括与载波电压信号对应的高频信号以及与调制电流信号对应的低频信号。如图3A和图3B所示，在速度的宽变化范围内，基本工作幅度没有发生变化。在所示示例中，只有调制到载波信号上的齿相关频率改变。

示例中的载波电压信号的频率在图3A和图3B中是相同的，但是调制电流信号的频率因不同转子速度而不同。图3A示出调制信号的周期为1.4毫秒(ms)，其对应于以900 rpm的旋转速度运动(1转/0.0014秒/48齿×每分钟60秒)的转子。图3B示出调制信号的周期为0.7 ms，其对应于以1800 rpm的旋转速度运动(1转/0.0007秒/48齿×每分钟60秒)的转子。

图4是示出用于检测飞机轮速度的示例过程400的流程图。示例过程400能够由轮速度检测系统（诸如例如图1所示的示例轮速度检测系统100）来执行。能够修改示例过程400以供其他类型的系统中使用。例如，过程400能够用来检测飞机轮、汽车轮、涡轮机转子、电机或其他旋转构件的速度或位置。

在示例过程400的410，将载波电压信号施加到一对引出线。例如，单频交流电压信号能够施加到引出线。载波电压信号能够是射频信号，或者能够使用其他频率范围。在一些情况下，载波电压信号具有比调制电流信号的预计频率要大的频率。例如，载波电压信号能够比调制电流信号的最大预计频率要大一定的数量级(例如十倍或以上)。

示例轮速度检测系统100的引出线能够是耦合到定子绕组的一对导体。定子绕组能够是安装在电机的定子中的导体。在一些情况下，定子绕组包括多个导电线圈，其串联连接并且围绕电机的转子来设置。转子能够配置成在飞机轮旋转时运动，以及定子绕组能够磁耦合到转子。例如，定子绕组能够电感地耦合到转子，并且配置成响应转子的运动而将调制电流信号施加到引出线。

示例轮速度检测系统100的调制电流信号能够具有取决于飞机轮的旋转速度(以及可能的其他因素)的频率。例如，调制电流信号能够具有作为飞机轮速度频率和机械因素之积的频率。机械因素能够与转子上的齿和槽的数量、飞机轮与转子之间的速度比以及系统的其他性质相关。

在示例过程400的420，在引出线上检测调制电流信号。调制电流信号能够是变频电流信号。调制电流信号的频率能够随转子的旋转速度而瞬时改变。在一些情况下，调制电流信号的频率比载波电压信号的频率要大(或者要小)一定的数量级。在一些情况下，因为电流信号是调制信号，所以信号相对温度变化是稳定的。例如，调制电流信号的频率在操作条件的全范围内能够是温度无关或不随温度变化的。调制电流信号能够通过隔离调制电流信号或者按照另一种方式来检测。

在示例过程400的430，将调制电流信号与载波电压信号隔离。例如，精确整流、低通滤波、AC耦合和其他标准处理技术能够用来将调制电流信号与载波电压信号电隔离。隔离的信号能够具有与调制电流信号相同的频率。

在示例过程400的440，生成方波输出信号。例如，地参考比较器能够用来从隔离信号来产生逻辑电平变频方波信号。方波输出信号能够是二进制信号，其具有与调制电流信号相同的频率。

在示例过程400的450，飞机轮速度从方波输出信号来确定。例如，飞机轮速度能够从方波输出信号的频率来确定。在一些情况下，在计算飞机轮速度中考虑机械因素或电气因素(或者它们两者)。例如，在从方波输出信号来确定飞机轮速度中可考虑转子上的齿和槽的数量、飞机轮与转子之间的速度比、电气组件的瞬态性质以及系统的其他性质。

在一些情况下，能够检测飞机轮速度的整个操作范围。例如，方波波形在轮操作速度的整个范围内(其可包括零速率、接近零速率和较高非零速率)能够是稳定的。在一些实现中，调制信号具有在飞机轮的旋转速率降低并且接近零时保持为恒定(或者基本上恒定)的电压幅度。例如，由定子绕组所产生的输出信号可具有在操作速度的整个范围内作非实质性变化(例如在因噪声、温度和其他环境因素引起的变化的预计范围之内)的峰间电压幅度，甚至在速度接近零时。

虽然本说明书包含许多细节，但是这些不应当被理解为对可要求保护的范围的限制，而是应当被理解为具体示例特定的特征的描述。还能够组合本说明书中在独立实现的上下文中描述的某些特征。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也能够单独地或者按照任何适当子组合来实现。

示出和描述了多个示例。然而将会理解，能够进行各种修改。相应地，其他实施例处于以下权利要求书的范围之内。

Claims

1.一种感测飞机轮速度的方法，所述方法包括：

经耦合到定子绕组的一对导体接收位于所述定子绕组处的载波电压信号，所述定子绕组被设置在定子内，该定子限定围绕转子的内圆周，该转子在飞机轮旋转时在所述定子内运动；

响应所述转子的运动而在所述导体对上呈现调制电流信号，所述调制电流信号包含对所述载波电压信号的变频调制并且具有取决于所述飞机轮的旋转速度的频率；以及

检测所述调制电流信号，

其中，所述调制电流信号具有当所述旋转速度接近零时保持为恒定的峰值幅度，

其中所述定子包括主要定子齿，所述绕组包括串联地缠绕所述主要定子齿的多个线圈，

其中所述定子包括从所述主要定子齿朝所述转子延伸的次要定子齿，

其中所述转子包括朝所述次要定子齿延伸的转子齿，

其中，所述次要定子齿与所述转子齿之间的磁相互作用在所述绕组上产生所述调制电流信号。

2.如权利要求1所述的方法，包括将所述调制电流信号与所述载波电压信号隔离。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述载波电压信号是单频电压信号。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述调制电流信号的所述频率是独立于温度的。

5.如权利要求1或2所述的方法，包括：

生成具有所述调制电流信号的所述频率的方波逻辑信号；以及

将所述方波逻辑信号提供给飞机控制系统。

6.如权利要求1或2所述的方法，包括基于所述所检测的调制电流信号来确定所述飞机轮的速度。

7.一种飞机轮速度传感器系统，包括：

一对导体，耦合在机电系统与控制系统之间；

所述控制系统配置成经所述导体对将载波电压信号施加到所述机电系统，并且检测所述导体对上的来自所述机电系统的调制电流信号，所述调制电流信号包含对所述载波电压信号的变频调制；以及

所述机电系统包括：

转子，在飞机轮旋转时在定子的内圆周内运动；以及

定子，包括围绕所述转子设置的绕组，所述绕组配置成通过响应所述转子的运动而调制所述导体对上的电流来呈现所述调制电流信号，所述调制电流信号具有取决于所述飞机轮的旋转速度的频率，

其中所述转子包括朝所述次要定子齿延伸的转子齿，

8.如权利要求7所述的飞机轮速度传感器系统，所述定子包括相邻所述次要定子齿对之间的次要定子槽，各次要定子齿比其两个相邻次要定子槽要窄，所述转子包括相邻所述转子齿对之间的转子槽，各转子齿比其两个相邻转子槽要窄。

9.如权利要求7或8所述的飞机轮速度传感器系统，所述转子包括以机械方式耦合到所述飞机轮的轴。

10.如权利要求7或8所述的飞机轮速度传感器系统，其中，所述机电系统没有包括永磁体。

11.如权利要求7或8所述的飞机轮速度传感器系统，其中，所述机电系统与所述控制系统之间的电耦合仅通过所述导体对来提供。

12.一种感测飞机轮速度的方法，所述方法包括：

在设置在定子内的定子绕组处接收载波电压信号，该定子限定围绕转子的内圆周，该转子在飞机轮旋转时在所述定子内运动，所述载波电压信号从所述定子外部的一对导体接收；以及

响应所述转子的运动而在所述导体对上呈现调制电流信号，所述调制电流信号具有取决于所述飞机轮的旋转速度的频率并且包含对所述载波电压信号的变频调制，

其中所述转子包括朝所述次要定子齿延伸的转子齿，

13.如权利要求12所述的方法，还包括将所述调制电流信号与所述载波电压信号隔离。

14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述载波电压信号是单频电压信号。

15.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述调制电流信号的最大电压幅度在飞机轮旋转速度的范围内是恒定的。

16.一种飞机轮速度传感器系统，包括：

机电系统，通过最多一对导体电耦合到控制系统，所述机电系统包括没有永磁体的定子以及没有永磁体的转子，所述转子配置成在所述定子的内圆周内旋转，所述机电系统配置为经所述导体对从控制系统接收载波电压信号，所述定子包括配置成在所述导体对上呈现调制电流信号的绕组，其中所述调制电流信号包含对所述载波电压信号的变频调制，所述调制电流信号具有：

基于飞机轮的旋转速度而改变的频率；以及

当所述旋转速度接近零时保持为恒定的峰值幅度；以及

所述控制系统，配置成检测所述导体对上的所述信号，

其中所述转子包括朝所述次要定子齿延伸的转子齿，

17.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

在围绕当所述飞机轮旋转时运动的所述转子而设置的所述定子绕组处接收所述载波电压信号，所述载波电压信号从电机外部的所述导体对接收；以及

响应所述转子的运动而在所述导体对上呈现所述调制电流信号。

18.如权利要求1或2所述的方法，其中所述载波电压信号包括稳态交流电压信号。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述载波电压信号的频率大于所述调制电流信号的频率。

20.如权利要求18所述的方法，其中所述稳态交流电压信号具有恒定的幅度。

21.如权利要求7或8所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述载波电压信号包括稳态交流电压信号。

22.如权利要求21所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述载波电压信号的频率大于所述调制电流信号的频率。

23.如权利要求21所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述稳态交流电压信号具有恒定的幅度。

24.如权利要求12或13所述的方法，其中所述载波电压信号包括稳态交流电压信号。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述载波电压信号的频率大于所述调制电流信号的频率。

26.如权利要求24所述的方法，其中所述稳态交流电压信号具有恒定的幅度。

27.如权利要求16所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述载波电压信号包括稳态交流电压信号。

28.如权利要求27所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述载波电压信号的频率大于所述调制电流信号的频率。

29.如权利要求27所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述稳态交流电压信号具有恒定的幅度。

30.如权利要求16所述的飞机轮速度传感器系统，其中所述调制电流信号包含对于飞机轮旋转速度范围内的恒定的最大电压幅度。