CN105527906B - 一种位移传感器接收通道的监控电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种位移传感器接收通道的监控电路，包括位移传感器，所述位移传感器初级线圈与激励电源相连，其特征在于：位移传感器的次级线圈的高端与低端电压差值解调后作为测量位置信号输出、并与位移传感器的次级线圈的低端与高端电压差解调后的值的和作为解调监控量，位移传感器的次级线圈的高端与低端电压和值解调后作为和值监控信号输出。本发明通过不同解调模块对次级线圈高低端电压差值与次级线圈低高端电压差值的解调对比，实现了对解调电路工作状态的检测，通过对次级线圈高低端电压和值的解调值进行监控，实现了位移传感器线路连接状态的检测，位移传感器接收通道故障状态检测全面，定位准确。

Description

一种位移传感器接收通道的监控电路
技术领域
本发明属于飞行控制系统技术领域，涉及一种位移传感器接收通道的监控电路。
背景技术
电传飞行控制系统对驾驶舱指令以及舵面反馈位移的采集均采用了位移传感器，即：角位移传感器(RVDT)或线位移传感器(LVDT)。RVDT传感器原理和变压器相似。如图1所示，在变压器初级线圈两端施加激励信号后，在匝数相等的次级线圈两部分将会感应产生相同频率的交变信号，将次级线圈A+和次级线圈B+与信号输出端相连，次级线圈A-和次级线圈B-可以同时接地，也可以与另一输出端相接。当传感器中的铁芯转动时，次级线圈两部分之间的耦合发生变化，从而使次级线圈两部分的输出电压按正弦、余弦变化。当铁芯的零端点转动至中央时，两个次级线圈所产生的感应电动势大小相等。铁芯的零端点转动离中央位置越远，感应电动势之差越大，输出与铁芯零端点的转动角度成比例，从而实现位移或者角度检测。LVDT传感器原理与RVDT原理基本相同。
位移传感器(LVDT、RVDT)两次级线圈随着铁芯位置的改变产生相同频率的交变信号，当次级线圈A的信号幅值增大时，幅边B的幅值将减小，两个输出端的电压差为传感器的工作电压，正常工作时两个输出端的电压和(V1+V2)始终是常值而与传感器可动磁心的位置无关。线路断开或激磁减少使(V1+V2)和值减少，如果和值电压与基准电压之差超过门限便认为是故障，LVDT传感器信号采集及在线监控见图2所示。
在多余度系统中，传感器信号的监控主要是以冗余的传感器间的相互监控为主，但当余度降低后或低余度系统中，在线监控技术就显得尤为重要。位移传感器的监控原理虽然比较简单，但不同的监控策略将产生不同的结果。图3给出了当前常用的一种方案，当和值监控不正确时，不管是由于位移传感器自身出现故障或和值监控通道的解调出现故障，均可实现故障安全，若和值监控正确而位置信号的解调出现问题时，故障不能被发现，可能带来潜在的隐患；图4给出了当前应用的另一种方案，将位移传感器次级线圈高端与低端电压分别解调后取和值进行监控，取差值进行位置解算，这种方法能够涵盖解调故障及传感器整个线路的故障，但当出现故障时，不能进行故障具体定位，因此不能将故障隔离到LRU。
发明内容
本发明的目的是：提出一种全面的位移传感器接收通道故障监控电路，在覆盖位移传感器自身故障的同时能够监控解调电路的故障，且能实现故障的准确定位，从而实现系统中位移传感器的故障安全功能。
本发明的技术方案是：一种位移传感器接收通道的监控电路，其特征在于，该监控电路由位移传感器1、激励电源2、正向信号处理电路3、反向信号处理电路4、次级线圈和值处理电路5和监控电路6组成；位移传感器1初级线圈与激励电源2输出相连，次级线圈输出中抽CT接地，正向信号处理电路3由减法器、缓冲器和解调滤波电路组成，减法器接收位移传感器次级线圈高端H电压信号、位移传感器次级线圈低端L电压信号，形成差值后送到缓冲器并经解调滤波后作为位置信号输出，反向信号处理电路4由减法器、缓冲器和解调滤波电路组成，减法器接收位移传感器次级线圈低端L电压信号、位移传感器次级线圈高端H电压信号，形成差值后送到缓冲器并经解调滤波后输出，次级线圈和值处理电路5由加法器、缓冲器和解调滤波电路组成，加法器接收位移传感器次级线圈高端H电压信号、位移传感器次级线圈低端L电压信号，形成和值后送到缓冲器并经解调滤波后输出，监控电路6由加法器、解调监控模块、和值监控模块、或门电路组成，加法器接收正向信号处理电路3输出信号、反向信号处理电路4输出信号，形成和值后送解调监控模块处理，并输出解调监控结果DMM，和值监控模块接收次级线圈和值处理电路5的输出信号进行处理，输出和值监控结果CMM,解调监控结果DMM与和值监控结果CMM经或门电路后输出在线监控结果ILM。
本发明的优点是：电路原理简单实用，能够全面监控位移传感器接收通道的故障，且能够将故障定位到LRU。
附图说明
图1为RVDT传感器原理图；
图2为LVDT在线监控原理图；
图3为常用位移传感器信号采集与监控原理1；
图4为常用位移传感器信号采集与监控原理2；
图5为本发明的电原理图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。一种位移传感器接收通道的监控电路，其特征在于，该监控电路由位移传感器1、激励电源2、正向信号处理电路3、反向信号处理电路4、次级线圈和值处理电路5和监控电路6组成；位移传感器1初级线圈与激励电源2输出相连，次级线圈输出中抽CT接地，正向信号处理电路3由减法器、缓冲器和解调滤波电路组成，减法器接收位移传感器次级线圈高端H电压信号、位移传感器次级线圈低端L电压信号，形成差值后送到缓冲器并经解调滤波后作为位置信号输出，反向信号处理电路4由减法器、缓冲器和解调滤波电路组成，减法器接收位移传感器次级线圈低端L电压信号、位移传感器次级线圈高端H电压信号，形成差值后送到缓冲器并经解调滤波后输出，次级线圈和值处理电路5由加法器、缓冲器和解调滤波电路组成，加法器接收位移传感器次级线圈高端H电压信号、位移传感器次级线圈低端L电压信号，形成和值后送到缓冲器并经解调滤波后输出，监控电路6由加法器、解调监控模块、和值监控模块、或门电路组成，加法器接收正向信号处理电路3输出信号、反向信号处理电路4输出信号，形成和值后送解调监控模块处理，即比较该和值是否小于给定的门限电压，理论上该和值应该为零，之所以设置门限电压，是考虑工程实践中各种干扰和解调误差，门限电压的取值范围为小于0.5伏，若小于给定的门限电压，输出解调监控结果DMM为1，否则为0；和值监控模块接收次级线圈和值处理电路5的输出信号进行处理，即比较该输出信号值与给定的理论和值的差值是否小于给定的门限电压，理论上该差值应该为零，之所以设置门限电压，是考虑工程实践中各种干扰和解调误差，门限电压的取值范围为小于给定的理论和值的5％，若小于给定的门限电压，输出和值监控结果CMM为1，否则为0；解调监控结果DMM与和值监控结果CMM经或门电路后输出在线监控结果ILM，只要CMM或DMM之一为0，ILM便输出0值。
本发明的工作原理是：位移传感器初级线圈接收到恒定激励电源的激励电压信号后，次级线圈便根据铁芯位置产生出对应大小的交流电压信号，将次级线圈高端与低端电压差解调后便形成传感器所测量的位置输出信号，将次级线圈低端与高端电压差解调后便形成传感器所测量的位置输出信号相反的信号，将位指信号与位置反信号相加后便可对位置解调电路进行监控，若和值小于给定的门限，便认为解调电路正常，次级线圈高端与低端的和值电压解调后进行传感器和值监控，若与给定的和值电压差小于给定的门限，便认为传感器输出正常，将解调监控与和值监控结果或门输出作为传感器通道工作正常的在线监控信号，若正常便认为位移传感器接收通道工作正常。

Claims (1)

1.一种位移传感器接收通道的监控电路，该监控电路的位移传感器(1)初级线圈与激励电源(2)输出相连，其特征在于，该监控电路由位移传感器(1)、激励电源(2)、正向信号处理电路(3)、反向信号处理电路(4)、次级线圈和值处理电路(5)和监控电路(6)组成；次级线圈输出中抽CT接地，正向信号处理电路(3)由减法器、缓冲器和解调滤波电路组成，减法器接收位移传感器次级线圈高端H电压信号、位移传感器次级线圈低端L电压信号，形成差值后送到缓冲器并经解调滤波后作为位置信号输出，反向信号处理电路(4)由减法器、缓冲器和解调滤波电路组成，减法器接收位移传感器次级线圈低端L电压信号、位移传感器次级线圈高端H电压信号，形成差值后送到缓冲器并经解调滤波后输出，次级线圈和值处理电路(5)由加法器、缓冲器和解调滤波电路组成，加法器接收位移传感器次级线圈高端H电压信号、位移传感器次级线圈低端L电压信号，形成和值后送到缓冲器并经解调滤波后输出，监控电路(6)由加法器、解调监控模块、和值监控模块、或门电路组成，加法器接收正向信号处理电路(3)输出信号、反向信号处理电路(4)输出信号，形成和值后送解调监控模块处理，并输出解调监控结果DMM，和值监控模块接收次级线圈和值处理电路(5)的输出信号进行处理，输出和值监控结果CMM,解调监控结果DMM与和值监控结果CMM经或门电路后输出在线监控结果ILM。
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