CN105539802A - 一种舵角信号转换器 - Google Patents

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卢运娇
祝春来
汪卫星
林喜辉
麦冬玲
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/36—Rudder-position indicators

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Abstract

本发明提供一种安装方便，性能可靠的舵角信号转换装置，可将指针式舵角指示系统中舵角表头上的电压信号转换成能被自动操舵系统使用的电压信号。所述舵角信号转换器包括：电源、放大电路、PWM信号发生器、光电耦合器、整形电路、MCU、显示电路、键盘和信号输出电路。替代了原有的电位器式舵角传感器，解决了电位器式舵角传感器易磨损、寿命短等致命缺点。同时，具有体积小、结构简单、安装方便等优点，大大减少了自动操舵系统的故障发生率，给船舶航行提供安全的保障。

Description

一种舵角信号转换器
技术领域
本发明属于船舶航行设备技术领域，涉及一种舵角信号转换器。
背景技术
我国有漫长的海岸线，拥有数量众多的各种船舶。一定规模以上的船舶都安装了自动操舵系统，实现定向自动驾驶，舵角信号传感器是自动操舵系统的一个重要组成部分。现有的自动操舵系统中舵角传感器都是采用电位器组成，而电位器组成的舵角传感器属于接触式元件，具有易磨损、寿命短等致命缺点，一旦故障发生便会引发船舶航行危险，严重时会导致船舶翻覆。因此，舵角传感器的可靠性和寿命问题的解决非常有必要。
传统船舶指针式舵角指示系统中有一种电感式舵角传感器，该传感器属于非接触式传感器，具有寿命长、工作可靠等优点，该舵角指示系统的输出为双向电压信号，驱动指针式舵角表指示舵角，电压范围约为-0.6V～+0.6V。而自动操舵系统所需要的舵角信号为0～5V的单向电压信号，因此，电感式舵角传感器输出的信号不能直接被自动操舵系统使用。目前，迫切需要一种信号转换装置将电感式舵角指示系统的输出信号转换成自动操舵系统可用的输入信号。
发明内容
本发明目的是提供一种安装方便，性能可靠的舵角信号转换装置，可将指针式舵角指示系统中舵角表头上的电压信号转换成能被自动操舵系统使用的电压信号。
为实现以上目的，本发明采用技术方案如下：
方案包括：电源、放大电路、PWM信号发生器、光电耦合器、整形电路、MCU、显示电路、键盘和信号输出电路。所述电源能够将单向电源转换成隔离双向电源和非隔离双向电源，隔离双向电源给放大电路、PWM信号发生器供电，非隔离双向电源给整形电路、MCU和信号输出电路供电。所述放大电路连接到PWM信号发生器上，PWM信号发生器连接到光电耦合器，光电耦合器连接到整形电路，整形电路连接到MCU，MCU与显示电路、键盘和信号输出电路。显示电路用来显示舵角、设置和状态等信息，键盘把操作信息输入给MCU。
本发明有以下有益效果：替代了原有的电位器式舵角传感器，解决了电位器式舵角传感器易磨损、寿命短等致命缺点，同时，具有体积小、结构简单、安装方便等优点，大大减少了自动操舵系统的故障发生率，给船舶航行提供安全的保障。
附图说明
下面对本发明说明书中涉及到的附图表达内容和图中标记作简要说明：
附图1舵角信号转换器原理系统框图；
附图2所述舵角信号转换器使用连接示意图。
具体实施方式
根据附图1可知，舵角信号转换器包括：电源、放大电路、PWM信号发生器、光电耦合器、整形电路、MCU、显示电路、键盘和信号输出电路。所述电源能够将单向电源转换成隔离双向电源和非隔离双向电源，隔离双向电源给放大电路、PWM信号发生器供电，非隔离双向电源给整形电路、MCU和信号输出电路供电。所述放大电路连接到PWM信号发生器上，PWM信号发生器连接到光电耦合器，光电耦合器连接到整形电路，整形电路连接到MCU，MCU与显示电路、键盘和信号输出电路连接。
实施例工作原理：从指针式舵角指示系统中的舵角表接线柱上获取微弱的电压信号，用两芯信号线把该电压信号输送给放大电路，经过放大和调整后对PWM信号发生器的占空比进行调制，经过光电耦合器隔离并整形后，送入MCU进行占空比检测，经过计算以后将舵角数据在显示器上显示出来。同时，利用MCU中的PWM口加积分电路进行信号的D/A转换后，输出与舵角大小成比对应关系的单向电压信号，供自动操舵系统识别。
以上的具体实施方式仅为本发明的较佳实例，并不用以限制本发明，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种舵角信号转换器，其特征在于它包括：电源、放大电路、PWM信号发生器、光电耦合器、整形电路、MCU、显示电路、键盘和信号输出电路；
其中，放大电路连接到PWM信号发生器，PWM信号发生器连接到光电耦合器，光电耦合器连接到整形电路，整形电路连接到MCU，MCU与显示电路、键盘和信号输出电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种舵角信号转换器，其特征在于：它输入的信号是从指针式舵角表上获得的电压信号，所述信号为双向电压信号。
3.根据权利要求1所述的一种舵角信号转换器，其特征在于：电源能够将单向电源转换成隔离双向电源和非隔离双向电源，隔离双向电源给放大电路、PWM信号发生器供电，非隔离双向电源给整形电路、MCU和信号输出电路供电。
4.根据权利要求1所述的一种舵角信号转换器，其特征在于：利用MCU中的PWM口加积分电路实现信号的D/A转换。
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