[发明专利]用于利用DC偏置电流的连接故障自监测的系统、方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体上涉及连接故障监测，并且具体地涉及利用DC电流的连接故障自监测。

背景技术

传感器系统常常需要多个连接器和长电缆线路来从传感器元件传送信号到位于远处的接收器和处理器。当连接器故障或当电缆产生导线断开状况，错误信号可传播而未被注意到并且可导致例如不安全的状况，或者正被监测的机器可不正确地运转直到操作员注意到该问题并且修复连接。在某些传感器中，特别地在基于线性可变差动变压器（LVDT）传感器中，远程产生的激励信号可以由例如屏蔽双绞线激励电缆提供给传感器元件。通过LVDT传感器耦合的作为传感器位置的函数的激励信号的振幅例如然后可经由单独的回流屏蔽双绞线传送回到远程接收器。存在某些断路连接场景，其中激励信号可经由屏蔽或接地路径从激励源耦合于接收器而没有从实际传感器换能。在这样的场景中，接收的激励信号可以表现为有效信号，并且可极难诊断和校正。

发明内容

上文的需求中的一些或全部可由本发明的某些实施例解决。本发明的某些实施例可包括用于利用DC偏置电流（biasing current）的连接故障自监测的系统、方法和设备。

根据本发明的示例实施例，提供方法用于获得测量并且检测与电压模式传感器关联的连接性故障。该方法可以包括将DC偏置电流耦合进入电路。该电路可以包括电压模式传感器，并且该电压模式传感器可以输出时变信号。该方法还可以包括设置该DC偏置电流的标称水平，监测与该DC偏置电流关联的电压，以及至少部分基于监测该电压确定电路连接性状态。

根据另一个示例实施例，提供系统用于获得测量并且检测连接性故障。该系统包括用于产生时变信号的电压模式传感器、差动放大器、可操作成在该电压模式传感器和该差动放大器之间传送信号的至少一个传送电缆，以及可操作用于提供DC偏置电流给包括该电压模式传感器和该至少一个传送电缆的电路的至少一个源。该系统还包括至少一个处理器，其与该差动放大器通信并且配置用于至少部分基于监测与该偏置电流关联的电压确定该电路的连接性。

根据另一个示例实施例，提供设备用于获得测量并且检测连接性故障。该设备包括与电压模式传感器通信的差动放大器、可操作用于提供DC偏置电流给该电压模式传感器的至少一个源，以及用于将该DC偏置电流从该至少一个源耦合于该电压模式传感器的一个或多个电阻器。

本发明的其他实施例和方面在本文中详细描述并且认为是所要保护的发明的一部分。其他实施例和方面可以参照下列详细说明、附图和权利要求理解。

附图说明

现在将参照附表和图，其不必须按比例绘制，并且其中：

图1是根据本发明的示例实施例的说明性位置感测系统的框图。

图2是具有通过接地或屏蔽完成的激励信号路径的常规LVDT电路的电路图。

图3是根据本发明的示例实施例的利用DC偏置电流的说明性自监测电路的框图。

图4是根据本发明的示例实施例的示例方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例将在下文参照其中示出本发明的实施例的附图更充分地描述。然而，本发明可采用许多不同的形式体现并且不应该解释为限制于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是全面和完整的，并且将充分地传达本发明的范围给本领域内技术人员。相似的号码始终指相似的元件。

本发明的某些实施例可实现与传感器系统关联的电路连接性问题的自监测。根据某些示例实施例，小偏置电流可注入电压模式传感器的电路路径使得该偏置电流流过所有串联连接、电缆和传感器。由于电压模式传感器的小电阻，当传感器和电缆电连接时该偏置电流可产生传感器两端的小压降，但该小压降可能不足以损害传感器信号源。根据本发明的示例实施例，传感器、电缆和/或连接器两端的压降在开路状况中可增加到更高的值。根据示例实施例，可在接收器监测压降以确定系统的连接性。根据示例实施例，系统监测可检测范围外的输入值并且引起待宣称的指示无效输入状况的警报或状态信号。可按照该信号行动以减轻该状况的影响和/或可存储该信号以用于稍后在系统诊断期间访问。