双联三线制电位计传感器的数字监控电路及其监控方法
【专利摘要】本发明一种双联三线制电位计传感器的数字监控方法属于飞机前轮转弯传感器的数字化监控【技术领域】。该技术通过调理电路获取飞机前轮转弯脚蹬传感器、反馈传感器信号后分别进入CPU，CPU将采集的数据与预先规定的传感器故障特征数据进行比较，根据传感器的三端数据的比较结果判断传感器的断路、短路、性能下降、正常状态，提供给前轮操纵系统进行判断处理。这种传感器的检测技术提高了飞机前轮转弯系统传感器的故障检测率，从而提高了前轮转弯系统的可靠性、安全性。
【专利说明】双联三线制电位计传感器的数字监控电路及其监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双联三线制电位计传感器的数字监控方法，属于监控检测领域。【背景技术】
[0002]飞机前轮转弯系统在飞机中占有十分重要的地位，如果出现前轮转弯系统传感器故障则意味着飞机无法正常起飞和着陆，影响飞机的飞行任务和安全性、甚至造成机毁人
亡的事故。
[0003]目前飞机前轮转弯控制有机械操纵式、机械-液压式、电液伺服式等；目前飞机采用最多的是电液伺服式前轮操纵系统；系统主要由指令传感器、反馈传感器、转弯控制器、转弯控制阀和转弯作动筒等附件组成；其中大多指令传感器和反馈传感器采用的都是双联三线制电位计传感器，此类传感器的电源来源于转弯控制器，传感器的信号通过控制器的CPU进行采集；转弯操纵控制系统的传感器是正确反映飞行员控制飞机转弯指令及反映飞机实际转弯角度的关键部件；如不能有效对传感器的性能及故障进行检测监控，可能会造成飞机滑行过程中的不按正确指令转弯，影响飞机安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的：设计一种采用数字化技术的提高飞机前轮转弯系统传感器故障检测率的方法，以提高飞机转弯系统传感器检测的可靠性，提高转弯系统的安全性。
[0005]本发明采取的技术方案为：一种双联三线制电位计传感器的数字监控电路，包括传感器、高精度直流电源输出电源为W、电阻`Rl~R4、调理电路、处理器CPU、A/D转换器；传感器（I)为两联，分别具有电源端、输出端和接地端；传感器的电源端（2、7)分成两路，分别通过电阻Rl、R3与高精度直流电源（6)的电源输出端连接；传感器（I)地端（4、9)分成两路分别通过电阻R2、R4与电源地连接；传感器（I)的电源端（2、7)与传感器（I)接地端(4、9)及传感器（I)的输出端（3，8)通过调理电路并经过A/D转换器输出到处理器CPU。
[0006]电阻Rl~R4的阻值为传感器（I)的5%~10%。
[0007]一种双联三线制电位计传感器的数字监控方法，采用以下步骤：
[0008]步骤I:搭接电路；
[0009]双联三线制电位计传感器（I)具有双联结构，含有电源端（2、7)、接地端（4、9)、输出端（3，8)各两路，传感器（I)电源端（2、7)两路分别通过电阻Rl、R3与高精度直流电源
(6)的电源输出端连接；传感器（I)接地端（4、9)分别通过电阻R2、R4与电源地端连接?’传感器（I)的电源端（2、7)、传感器（I)接地端（4、9)及传感器（I)的输出端（3，8)与调理电路（5)进行连接；
[0010]步骤2 :传感器模拟信号调理；
[0011]调理电路（5)对步骤I中传感器（I)输入的信号调理并进行低通滤波，滤波截止频率O. 5kHz，最终形成传感器（I)电源端调理信号V3、V6，接地端调理信号V2、V5，输出端调理信号V1、V4 ；[0012]步骤3:将调理后的模拟信号转换成数字信号；
[0013]A/D转换器将Vl?V6信号转换成数字信号给CPU ；
[0014]步骤4:数据监控处理；
[0015]CPU对Vl?V6电压信号采集及数据处理，并根据以下特征值进行传感器的故障类型的判断:
[0016]1)CPU采集的V3、V6电压为V0，或CPU中采集的V2、V5电压小于0.1伏，表示双联三线制电位计传感器I联或2联断路故障；
[0017]2)CPU采集的V3、V6，V2、V5电压差值小于0.1*V0，表示双联三线制电位计传感器I联或2联有短路；
[0018]3) CPU中采集的VI，V4电压差值大于0.1*V0，表示双联三线制电位计传感器I联或2联有性能下降，再结合(V3-V2)及(V6-V5)的电压差值是否在(0.1*V0，0.9*V0)范围，在此范围内表示传感器参数下降，需要更换传感器。
[0019]本发明的有益效果:本发明一种双联三线制电位计传感器的数字监控方法，使得传感器的故障检测覆盖率高，故障定位准确，实现了故障的实时监控，提高了飞机转弯系统的传感器的维修性；通过传感器数据的数字化，对采集的传感器数据按预定的逻辑关系综合判断传感器的状态，保证飞机转弯控制的正确性及滑行安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是双联三线制电位计传感器的数字监控方法的原理图；
[0021]其中，1-传感器、2-传感器I联电源端、3-传感器I联输出端、4-传感器I联接地端、5-调理电路、6-高精度直流电源、7-传感器2联电源端、8-传感器2联输出端、9-传感器2联接地端。
[0022]图2是本发明流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例及说明书附图对本发明作进一步详细说明。
[0024]一种双联三线制电位计传感器的数字监控方法，包括传感器、高精度直流电源输出电压为W、电阻Rl?R4、调理电路、处理器CPU、A/D转换器；传感器I为两联，分别具有电源端、输出端和接地端；传感器的电源端2、7分成两路，分别通过电阻R1、R3与高精度直流电源6的电源输出端连接；传感器I地端4、9分成两路分别通过电阻R2、R4与电源地连接；传感器I的电源端2、7与传感器I接地端4、9及传感器I的输出端3，8通过调理电路并经过A/D转换器输出到处理器CPU，如图1所示。
[0025]电阻Rl?R4的阻值为传感器I的5%?10%。
[0026]上述双联三线制电位计传感器的数字监控方法，其过程如图2所示，具体为:
[0027]步骤1:搭接电路；
[0028]双联三线制电位计传感器I具有双联结构，含有电源端2、7，接地端4、9，输出端3，8各两路，传感器I电源端2、7两路分别通过电阻Rl、R3与高精度直流电源6的电源输出端连接；传感器I接地端4、9分别通过电阻R2、R4与电源地端连接；传感器I的电源端2、7，传感器I接地端4、9及传感器I的输出端3，8与调理电路5进行连接；[0029]步骤2 :传感器模拟信号调理；
[0030]调理电路5对步骤I中传感器I输入的信号调理并进行低通滤波，滤波截止频率O. 5kHz，最终形成传感器I电源端调理信号V3、V6，接地端调理信号V2、V5，输出端调理信号 VU V4 ；
[0031]步骤3 :将调理后的模拟信号转换成数字信号；
[0032]A/D转换器将Vl?V6信号转换成数字信号给CPU ；
[0033]步骤4 :数据监控处理；
[0034]CPU对Vl?V6电压信号采集及数据处理，并根据以下特征值进行传感器的故障类型的判断：
[0035]I) CPU采集的V3、V6电压为V0，或CPU中采集的V2、V5电压小于O. I伏，表示双联三线制电位计传感器I联或2联断路故障；
[0036]2)CPU采集的V3、V6，V2、V5电压差值小于O. 1*V0，表示双联三线制电位计传感器I联或2联有短路；
[0037]3) CPU中采集的VI，V4电压差值大于O. 1*V0，表示双联三线制电位计传感器I联或2联有性能下降，再结合（V3-V2)及（V6-V5)的电压差值是否在O. 1*V0?O. 9*V0范围，在此范围内表示传感器参数下降，需要更换传感器。
[0038]发明原理：该技术着眼于传感器信号的数字化技术，设计一种将三线制两联电位计传感器的电源端、输出端、接地端等六线信号进行监控，通过数据采集系统将传感器六线信号全部采集到CPU中进行数据的逻辑处理，从而与预设的传感器故障的特征数据进行比较判断传感器状态，实现对传感器的数字化监控，提高传感器的故障检测覆盖率。
[0039]实施例：
[0040]图I中双联三线制电位计传感器I的传感器电源端接口 2、7、传感器接地端接口
4、9分别通过电阻R1、电阻R3，电阻R2、电阻R4与高精度直流电源6的电源输出及电源地连接，这里假设电源输出V范围4.9?5V，传感器I电阻为5k Ω，取电阻I、电阻2、电阻3、电阻4分别为250 Ω，高精度直流电源6输出电源5V;图I中信号调理电路5由调理电阻、电容、运放器件、开关二极管等器件组成了含滤波功能的调理电路模块5，它将传感器I的电源端电压信号调理成（4. 9±0. 1)V的V3、V6,将传感器I信号输出端电压调理成O. 2V?
4.8V的V1、V4，将传感器I接地端电压信号调理（O. 2±0. 1)V的V2、V5信号；图I中A/D转换器输入范围为±5V,将传感器I输出的Vl?V6信号转换成数字信号输入到CPU中。
[0041]在CPU中设计V3、V6的数据范围为4. 8V?4. 9V, V2、V5的数据范围为O. IV?
O.2V, V3-V2的数据范围为4.6V?4.8V，V1、V4的数据范围为O. 2V?4.8V，V1-V4的范围为OV?O. 5V，故障检测判断如下：
[0042]I)当V3检测值为大于4. 9V且V2值检测值小于O. IV，则判断传感器I的I联断路；
[0043]2)同理当V6检测值为大于4. 9V且V5值检测值小于O. IV，则判断传感器I的2联断路；
[0044]3)当|V3_V2|的数据范围小于4. 6V大于4. 0V，说明传感器的I联性能下降了 10%左右，应进行更换传感器；
[0045]4)当|V6_V5|的数据范围小于4. 6V大于4. 0V，说明传感器的2联性能下降了 10%左右，应进行更换传感器；
[0046]5)当|V3_V2|的数据范围在OV?0.5V内说明传感器I联发生了短路故障或电源故障，应进行更换传感器或电源检测；
[0047]6)当|V6_V5|的数据范围在OV?0.5V内说明传感器2联发生了短路故障或电源故障，应进行更换传感器或电源检测。
【权利要求】
1.一种双联三线制电位计传感器的数字监控电路，其特征在于：包括传感器、高精度直流电源输出电源为W、电阻Rl?R4、调理电路、处理器CPU、A/D转换器；传感器（I)为两联，分别具有电源端、输出端和接地端；传感器的电源端（2、7)分成两路，分别通过电阻R1、R3与高精度直流电源（6)的电源输出端连接；传感器（I)地端（4、9)分成两路分别通过电阻R2、R4与电源地连接；传感器（I)的电源端（2、7)与传感器（I)接地端（4、9)及传感器Cl)的输出端（3，8)通过调理电路并经过A/D转换器输出到处理器CPU。
2.根据权利要求I所述的双联三线制电位计传感器的数字监控电路，其特征在于：电阻Rl?R4的阻值为传感器（I)电阻阻值的5%?10%。
3.一种双联三线制电位计传感器的数字监控方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤I :搭接电路； 双联三线制电位计传感器（I)具有双联结构，含有电源端（2、7 )、接地端（4、9 )、输出端(3，8 )各两路，传感器（I)电源端（2、7 )两路分别通过电阻Rl、R3与高精度直流电源（6 )的电源输出端连接；传感器（I)接地端（4、9)分别通过电阻R2、R4与电源地端连接；传感器(1)的电源端（2、7)、传感器（1)接地端（4、9)及传感器（1)的输出端（3，8)与调理电路（5)进行连接； 步骤2 :传感器模拟信号调理； 调理电路（5)对步骤I中传感器（I)输入的信号调理并进行低通滤波，滤波截止频率.O. 5kHz，最终形成传感器（I)电源端调理信号V3、V6，接地端调理信号V2、V5，输出端调理信号V1、V4 ； 步骤3 :将调理后的模拟信号转换成数字信号； A/D转换器将Vl?V6信号转换成数字信号给CPU ； 步骤4:数据监控处理； CPU对Vl?V6电压信号采集及数据处理，并根据以下特征值进行传感器的故障类型的判断： 1)CPU采集的V3、V6电压为V0，或CPU中采集的V2、V5电压小于O. I伏，表示双联三线制电位计传感器I联或2联断路故障； 2)CPU采集的V3、V6，V2、V5电压差值小于O. 1*V0，表示双联三线制电位计传感器I联或2联有短路； 3)CPU中采集的VI，V4电压差值大于O. 1*V0，表示双联三线制电位计传感器I联或2联有性能下降，再结合（V3-V2)及（V6-V5)的电压差值是否在（O. 1*V0，0. 9*V0)范围，在此范围内表示传感器参数下降，需要更换传感器。
【文档编号】G01D18/00GK103712641SQ201310667585
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】毛良 申请人:中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心