CN115694701B - 转子参数数据遥测传输的时间同步电路及同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子参数数据遥测传输的时间同步电路及同步方法，时间同步电路包括数据记录设备，数据记录设备的输入端经无线信号地面接收站与数据采集模块连接。还包括依次连接的主时钟源、从时钟源、方波至正弦波转换电路、调幅电路、功率放大器、初级线圈、次级线圈，所述次级线圈的输出端连接有比较电路，所述比较电路的输出端均与所述数据采集模块连接；微控制器，所述微控制器的输入端与所述从时钟源连接，输出端与数据记录设备电连接。同步方法采用时间同步电路对转子参数数据内时间进行修正。本发明的时间同步电路和方法能够实现转子参数数据内加载时间戳与当前时间同步的目的。

Description

转子参数数据遥测传输的时间同步电路及同步方法

技术领域

本发明属于转子参数测量领域，涉及转子参数采集数据的时间同步技术，具体为一种转子参数数据遥测传输的时间同步电路及同步方法。

背景技术

转子参数测量中，无线遥测技术是常用测试技术，其通过将具有无线数据发射功能的数据采集模块安装到转子内部，将布置在转子内部的传感器信号通过数据采集模块放大，数字化后通过无线传输等非接触方式传输值高速旋转外部的地面接收站，同时地面接收站通过电磁感应等非接触方式对高速旋转的转子内部的数据采集模块进行供电。

通常情况下，无线信号是单向传输方式，即由数据采集模块传输至地面接收站，不能通过常用的NTP或1588时间同步方式对数据采集模块内采集数据进行精确的时间同步，进而采集数据内加载的时间戳不能反应数据采集的真实时间。

发明内容

本发明的目的在于设计一种转子参数数据遥测传输的时间同步电路及同步，其能够实现将转子参数数据采集时加载的时间戳与当前时间进行比对，并对转子参数数据的时间进行修正，实现转子参数数据内加载时间戳与当前时间同步。

实现发明目的的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种转子参数数据遥测传输的时间同步方法，包括以下步骤：

实时输出当前时间数据T1′和方波信号V0，并将当前时间数据T1′实时输出至数据记录设备，将方波信号V0转换为正弦波信号V1；

基于当前时间数据T1′及标准时间数据T1产生调幅指令，依据调幅指令对正弦波信号V1调幅放大，产生正弦波信号V2，并标记当前调幅指令时间为t1；

依据正弦波信号V2产生次级电压V3，将次级电压V3输出至比较电路；

基于比较电路，输出方波信号V4对数据采集模块内时间计数器进行上升沿计数为时间数据T2，并将时间数据T2作为转子参数数据时间戳加载至转子参数数据内；

基于比较电路，输出方波信号V5，判断方波信号V5是否为上升沿信号，若是，则将当前时间数据T2标记为t2后经数据采集模块遥测输出至数据记录设备；

在数据记录设备内，基于当前时间数据T1′、标准时间数据T1、时间数据T2，将转子参数数据内时间T2修正为T3，使T3＝T1＝T2+(t1-t2)。

进一步的，当前时间数据T1′由从时钟源生成，标准时间数据T1由主时钟源1提供。

更进一步的，从时钟源与主时钟源经I EEE1588或SNTP协议进行实时同步。

进一步的，正弦波信号V1由方波信号V0转换为具有固定赋值F1后获得。

更进一步的，正弦波信号V1的输出频率F1范围为50kHz～200kHz。

在一个改进实施例中，时间同步方法还包括将次级电压V转化为稳压直流电，并输出至记录转子参数数据的数据采集模块，为所述数据采集模块提供电能。

第二方面，本发明还提供了一种转子参数数据遥测传输的时间同步电路，包括数据记录设备，所述数据记录设备的输入端经无线信号地面接收站与数据采集模块连接。

时间同步电路还包括：

依次连接的主时钟源、从时钟源、方波至正弦波转换电路、调幅电路、功率放大器、初级线圈、次级线圈，所述次级线圈的输出端连接有比较电路，所述比较电路的输出端均与所述数据采集模块连接；

微控制器，所述微控制器的输入端与所述从时钟源连接，输出端与数据记录设备电连接。

进一步的，所述比较电路包括半波整流电路，所述半波整流电路的输出端并联有电平比较电路、电平比较电路。

进一步的，所述次级线圈的输出端连接有供电电路，所述供电电路的输出端与所述数据采集模块连接。

更进一步的，所述供电电路包括所述全桥整流电路。

优选的，所述供电电路还包括位于所述全桥整流电路与所述数据采集模块之间的稳压电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的转子参数数据遥测传输的时间同步电路及同步方法，能够及时对转子参数数据中加载的时间戳进行修正，使其与标准时间数据T1(即主时钟源提供的时间)同步，使转子参数数据中加载的时间戳为数据记录的真实时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为具体实施方式中转子参数数据遥测传输的时间同步电路的电路连接示意图；

其中，1.主时钟源；2.从时钟源；3.方波至正弦波转换电路；4.调幅电路；5.功率放大器；6.微控制器；7.数据记录设备；8.无线信号地面接收站；9.数据采集模块；10.稳压电路；11.全桥整流电路；12.低电平比较电路；13.半波整流电路；14.高电平比较电路；15.初级线圈；16.次级线圈。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1：

本实施例提供了一种转子参数数据遥测传输的时间同步电路，参阅图1所示，时间同步电路包括数据记录设备7，所述数据记录设备7的输入端经无线信号地面接收站8与数据采集模块9连接。

如图1所示，时间同步电路还包括：依次连接的主时钟源1、从时钟源2、方波至正弦波转换电路3、调幅电路4、功率放大器5、初级线圈15、次级线圈16，所述次级线圈16的输出端连接有比较电路，所述比较电路的输出端均与所述数据采集模块9连接。

如图1所示，微控制器6，所述微控制器6的输入端与所述从时钟源2连接，输出端与数据记录设备7电连接。

进一步的，如图1所示，所述比较电路包括半波整流电路13，所述半波整流电路13的输出端并联有低电平比较电路12、高电平比较电路14。

进一步的，所述次级线圈16的输出端连接有供电电路，所述供电电路的输出端与所述数据采集模块9连接。

在一个可选实施例中，如图1所示，所述供电电路包括所述全桥整流电路11。

在一个可选实施例中，如图1所示，所述供电电路包括全桥整流电路11，及位于所述全桥整流电路11与所述数据采集模块9之间的稳压电路10。

上述时间同步电路的各部件中，数据采集模块9、稳压电路10、全桥整流电路11、电平比较电路L12、半波整流电路13、电平比较电路H14、次级线圈16安装在发动机转子上；初级线圈15安装在发动机静子支撑上；主时钟源1、从时钟源2、方波至正弦波转换电路3、调幅电路4、功率放大器5、微控制器6、数据记录设备7、无线信号地面接收站8均安装在地面接收站。

其中，主时钟源1选用高精度主时钟源，其是用来获取精确的时间数据(即标准时间数据T1)；主时钟源1与从时钟源2经I EEE1588或SNTP协议进行实时同步，对从时钟源2的时间进行修正。从时钟源2用来产生当前时间数据T1′和方波信号V0；方波至正弦波转换电路3对从时钟源2输出的方波信号V0进行转换，并对其赋予固定赋值F1后得到正弦波信号V1；调幅电路4依据接收到的调幅指令，对正弦波信号V1进行调幅，并用功率放大器5进行功率放大后产生正弦波信号V2；微控制器6根据从时钟源2输出的当前时间数据T1′和标准时间数据T1产生调整指令，并将标准时间数据T1输送给数据记录设备7；初级线圈15、次级线圈16根据正弦波信号V2产生次级电压V3(也可称之为高频交流电压)；全桥整流电路11、稳压电路10用来将次级电压V3转化为稳压直流电后为数据采集模块9提供电能；半波整流电路13对次级电压V3整流后，一路输出给低电平比较电路12转化为方波信号，对数据采集模块9内时间计数器进行上升沿计数；另一路输出该高电平比较电路14转化为方波信号，判断方波信号是否为上升沿信号，若是，则将时间计数器进行上升沿计数结果标记后经数据采集模块9发送给地面接收站8，再转发给数据记录设备。

实施例2：

本实施例提供了一种转子参数数据遥测传输的时间同步方法，包括以下步骤：

S1、实时输出当前时间数据T1′和方波信号V0，并将当前时间数据T1′实时输出至数据记录设备7，将方波信号V0转换为正弦波信号V1。

当前时间数据T1′和方波信号V0由从时钟源2实时产生。

S2、基于当前时间数据T1′及标准时间数据T1产生调幅指令，依据调幅指令对正弦波信号V1调幅放大，产生正弦波信号V2，并标记当前调幅指令时间为t1；

标准时间数据T1由主时钟源1提供，当当前时间数据T1′与标准时间数据T1不同时，则说明书从时钟源2产生的当前时间数据T1′出现偏差，进而后端数据采集模块9内时间计数器进行上升沿计数的时间数据T2也出现偏差，需要对其进行修正。

S3、依据正弦波信号V2产生次级电压V3，将次级电压V3输出至比较电路；

S4、基于比较电路，输出方波信号V4对数据采集模块9内时间计数器进行上升沿计数为时间数据T2，并将时间数据T2作为转子参数数据时间戳加载至转子参数数据内。

同时，基于比较电路，输出方波信号V5，判断方波信号V5是否为上升沿信号，若是，则将当前时间数据T2标记为t2后经数据采集模块9遥测输出至数据记录设备(7)；

具体的，在比较电路内，半波整流电路13对次级电压V3进行整流后输出，其中一路信号输入给低电平比较电路12，经低电平比较电路12转换为对方波信号V4；另一路信号输入给高电平比较电路14，经高电平比较电路14转换为方波信号V5。

其中，低电平比较电路12的比较电压为1V，当次级电压V3整流后高于0V时输出的方波信号V4为高电平，低于1V时输出的方波信号V4为低电平0V；高电平比较电路14的比较电压为次级电压V3，高于V3时输出高电平V3，当次级电压V3整流后低于V3时则输出低电平0V。

S5、在数据记录设备7内，基于当前时间数据T1′、标准时间数据T1、时间数据T2，将转子参数数据内时间T2修正为T3，使T3＝T1＝T2+(t1-t2)。

进一步的，当前时间数据T1′由从时钟源2生成，标准时间数据T1由主时钟源1提供。

更进一步的，从时钟源2与主时钟源1经I EEE1588或SNTP协议进行实时同步。

进一步的，正弦波信号V1由方波信号V0转换为具有固定赋值F1后获得。

更进一步的，正弦波信号V1的输出频率F1范围为50kHz～200kHz。

在一个改进实施例中，时间同步方法还包括将次级电压V转化为稳压直流电，并输出至记录转子参数数据的数据采集模块9，为所述数据采集模块9提供电能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (11)

1.一种转子参数数据遥测传输的时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时输出当前时间数据T1´和方波信号V0，并将当前时间数据T1´实时输出至数据记录设备（7），将方波信号V0转换为正弦波信号V1；

基于当前时间数据T1´及标准时间数据T1产生调幅指令，依据调幅指令对正弦波信号V1调幅放大，产生正弦波信号V2；并标记当前调幅指令时间为t1；依据正弦波信号V2产生次级电压V3，将次级电压V3输出至比较电路；

基于比较电路，输出方波信号V4对数据采集模块（9）内时间计数器进行上升沿计数为时间数据T2，并将时间数据T2作为转子参数数据时间戳加载至转子参数数据内；

基于比较电路，输出方波信号V5，判断方波信号V5是否为上升沿信号，若是，则将当前时间数据T2标记为t2经数据采集模块（9）遥测输出至数据记录设备（7）；

在数据记录设备（7）内，基于当前时间数据T1´、标准时间数据T1、时间数据T2，将转子参数数据内时间T2修正为T3，使T3=T1=T2+（t1-t2）。

2.根据权利要求1所述的转子参数数据遥测传输的时间同步方法，其特征在于：当前时间数据T1´由从时钟源（2）生成，标准时间数据T1由主时钟源（1）提供。

3.根据权利要求2所述的转子参数数据遥测传输的时间同步方法，其特征在于：从时钟源（2）与主时钟源（1）经IEEE1588或SNTP协议进行实时同步。

4.根据权利要求1所述的转子参数数据遥测传输的时间同步方法，其特征在于：正弦波信号V1由方波信号V0转换为具有固定赋值F1后获得。

5.根据权利要求4所述的转子参数数据遥测传输的时间同步方法，其特征在于：正弦波信号V1的输出频率F1范围为50kHz~200kHz。

6.根据权利要求1~5任一项所述的转子参数数据遥测传输的时间同步方法，其特征在于：时间同步方法还包括将次级电压V转化为稳压直流电，并输出至记录转子参数数据的数据采集模块（9），为所述数据采集模块（9）提供电能。

7.一种转子参数数据遥测传输的时间同步电路，用于实现如权利要求1至6中任一项所述的转子参数数据遥测传输的时间同步方法，所述时间同步电路包括数据记录设备（7），所述数据记录设备（7）的输入端经无线信号地面接收站（8）与数据采集模块（9）连接，其特征在于，时间同步电路还包括：

依次连接的主时钟源（1）、从时钟源（2）、方波至正弦波转换电路（3）、调幅电路（4）、功率放大器（5）、初级线圈（15）、次级线圈（16），所述次级线圈（16）的输出端连接有比较电路，所述比较电路的输出端均与所述数据采集模块（9）连接；

微控制器（6），所述微控制器（6）的输入端与所述从时钟源（2）连接，输出端与数据记录设备（7）电连接。

8.根据权利要求7所述的转子参数数据遥测传输的时间同步电路，其特征在于：所述比较电路包括半波整流电路（13），所述半波整流电路（13）的输出端并联有低电平比较电路（12）、高电平比较电路（14）。

9.根据权利要求7所述的转子参数数据遥测传输的时间同步电路，其特征在于：所述次级线圈（16）的输出端连接有供电电路，所述供电电路的输出端与所述数据采集模块（9）连接。

10.根据权利要求9所述的转子参数数据遥测传输的时间同步电路，其特征在于：所述供电电路包括全桥整流电路（11）。

11.根据权利要求10所述的转子参数数据遥测传输的时间同步电路，其特征在于：所述供电电路还包括位于所述全桥整流电路（11）与所述数据采集模块（9）之间的稳压电路（10）。