[发明专利]一种电感式位移传感器的干扰消除方法

说明书

本发明公开了一种电感式位移传感器的干扰消除方法，是在降低维度优化的IPS查表算法基础上新增若干采样点，作为干扰校验点；通过分析干扰校验点的分布范围和一致性，检测系统采样数据是否由于干扰而出现差错；本发明通过增加干扰校验点数，检出干扰的概率理论上无限接近100％。可结合现场干扰特征，根据干扰检出概率的需求灵活地设置干扰校验点数。干扰检出功能的时间复杂度和空间复杂度是一维增长的，开销小。通过改进原有标定流程，在一次标定中得到与干扰校验点对应的所有高低温查找表，无需新增生产标定流程。通过优化干扰校验点的采样时刻可以针对性地强化干扰剔除机制对特定类型干扰的检出概率，由此增加了系统对特定已知频率干扰的抗干扰能力。

【技术领域】

本发明属于传感器领域，涉及电感式位移传感器的检测方法，具体为一种电感式位移传感器的干扰消除方法。

【背景技术】

电感式位移传感器(Inductive Position Sensor，简称IPS)无需机械接触，所以具备抗污染和磨损、防爆和防水、寿命长和维护开销低、无故障工作小时数长等优点。上述优势使得IPS广泛适用于航空领域的机电系统中，包括各类航空器的起落架、客货舱门、副翼、推力反向器等。涉及的航空器类型包括大型民航客机、运输机等。

传感器的换能器是一个无源线圈，其电感值和线圈通流能力都远小于一般工业用传感器，电感最大值不超过10mH、线圈通流不超过20mA。

IPS的检测原理是，IPS线圈受检测电路激励而产生的磁场受外部金属靶标的影响而产生变化。金属靶标越接近IPS线圈，线圈的等效电感分量就越大。所以线圈的电感分量反映了金属靶标和IPS线圈的间距。由于该线圈是用铜线绕制而成，线圈的电阻分量受温度影响变化剧烈。IPS的检测精度由此受到严重制约。所以设计IPS的驱动和检测电路，分离线圈电感分量和电阻分量，是抵消温度对测量影响，并提高测量精度的关键。

IPS的驱动和检测电路通过对传感器线圈进行驱动、采样和计算，检测出IPS到目标金属物体的间距，决定了传感器性能。

已有一种数模混合测量法，该方法对IPS线圈进行脉冲激励，并对其放电波形在不同时刻进行两次采样，通过模型计算，分离线圈的电感分量和电阻分量，抵消了温漂带来的测量误差。将两次采样值用于二维查找表检索接近距离的方法，简化了在线数据处理，无需浮点运算，无需MCU等过程控制部件。然而这种方法有如下局限性。

在以上方法的设计实现的基础上，已有一种降低维度的优化方法。该方法在提取温度与放电波形矫正系数之后，只需遍历接近距离一个维度，通过线性逼近算法计算出任意温度下的放电曲线特征。从而避免了同时遍历温度和接近距离两个维度而获得查找表，将在线查表的规模从二维降至一维，显著减少了查找表的容量(小于同等条件下压缩后的0.21％)，而且有利于在使用更高精度ADC进一步提高IPS测量精度这个过程中控制查找表的增长规模。同时，维度的降低导致可以使用工装直接标定接近距离与放电曲线的关系，以接近距离均匀增长的方式记录查找表比以电感量均匀增长的方式记录查找表，使之有更好的存储空间利用率。而且标定的过程抵消了线圈产品的不一致性，避免额外使用精密仪器对线圈进行参数测量的过程，有利于IPS的产品化。

但由于缺乏干扰消除机制，上述方法在实践中受到外部电磁环境干扰，在特定的环境条件下，会偶然出现检测精度降低或者错误的现象，限制了这种方法的应用。

【发明内容】

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供一种电感式位移传感器的干扰消除方法，能够有效提高系统的抗电磁环境干扰能力。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电感式位移传感器的干扰消除方法，在降低维度优化的IPS查表算法基础上新增若干采样点，作为干扰校验点；通过分析干扰校验点的分布范围和一致性，检测系统采样数据是否由于干扰而出现差错；包括如下步骤：