[发明专利]一种位移传感器断线的检测电路、方法及其信号重构方法

说明书

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种位移传感器断线的检测电路、方法及其信号重构方法。本发明包含两部分内容：第一，位移传感器断线的检测，包括初级线圈、次级线圈线圈接线断线的检测；第二，信号的重构方法，根据检测到的次级线圈的不同断线状态，实现传感器信号的重构或对故障的隔离。本发明所涉及的传感器断线检测及信号重构方法能够实现位移传感器正常信号、初级线圈与次级线圈的断线检测，并在次级线圈高端或低端断线的情况下实现传感器信号的重构，从而能够提高位移传感器信号的可用性、减缓系统的故障降级从而提高对应系统的安全等级。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种位移传感器断线的检测电路、方法及其信号重构方法

背景技术

位移传感器，包括线位移传感器LVDT与角位移传感器RVDT具有以下优点：采用非接触结构，具有无触点、无噪声、高灵敏度、高重复性、高可靠性、无限分辨率、理论无限寿命、高频响应性好。由于其环境适用性强，在工业控制乃至航空电控领域，位移传感器的应用范围及功能越来越广泛，诸如发动机进油活门位置、舵面位移、控制杆指令、电磁阀开度等。

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)和线位移传感器(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，如图2所示。

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(故障覆盖率可达98％～99％)，LVDT传感器信号采集及在线监控见图3所示。

位移传感器信号处理通常是配合专用测量芯片AD598或AD698进行，这种方法由于转换电路的局限，不具备监控功能；另一种常用的方法是通过将两次级线圈的信号解调后采用和值监控的方案，这种方法可以检测到传感器的故障，但不能实现故障的定位，更不能实现传感器信号的重构。

发明内容

本发明的目的是：提供一种简单、可靠且实用的检测位移传感器断线检测及信号重构方法，达到在不影响信号使用的同时，可以实时有效检测位移传感器正常信号、断线状态，以及实现特定断线方式的传感器测量信号的重构。

本发明的技术方案是：为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种位移传感器断线的检测的电路，其特征在于，位移传感器初级线圈与激励信号源串接采样电阻后相连，串接电阻可在初级线圈与激励电源的正端，也可在初级线圈与激励负端，采样电阻阻值一般可选取100欧左右的电阻，采样电阻两端通过一控制开关短路，采样电阻两端电压经解调滤波后送断线检测及信号重构处理程序，在需要时可通过断开采样开关对采样电阻两端的电压进行测试，位移传感器两端电压通过内部电路解调滤波后送断线检测及信号重构处理程序，位移传感器次级线圈高端与中抽电压经解调滤波后送断线检测及信号重构处理程序，位移传感器次级线圈低端与中抽电压经解调滤波后送断线检测及信号重构处理程序。

一种位移传感器断线的检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：