一种电涡流式接近传感器在线自检方法及自检电路与流程

本发明涉及电涡流传感技术领域，具体涉及一种电涡流式接近传感器在线自检方法及自检电路。

背景技术：

电涡流式接近传感是一种利用电涡流效应进行工作的传感器，由于它结构简单、灵敏度高、频率响应范围宽、不受油污等介质的影响，所以能进行非接触测量，应用范围广，问世以来就受到重视，广泛用于位置、位移、振动、厚度、转速、硬度等非电量测量以及无损探伤等领域。电涡流式接近传感器是飞机起落架系统和舱门开关监控系统的重要组成部分，随着飞机性能要求不断提高，对电涡流式接近传感器在安全性、可靠性、经济性、环境适应性等方面提出了更严格的要求。国外的电涡流式接近传感器已用于商用和军用飞机的起落架、飞行控制器、反推力装置以及舱门系统。目前，国内军用和民用飞机的舱门和起落架系统主要采用接触式行程传感器，接触式行程传感器存在寿命短和可靠性差等问题,因此电涡流式接近传感器替代接触式行程传感器是必然趋势。

随着航空技术的快速发展，对装备的功能要求、性能要求和使用环境要求不断提升，系统的复杂化、综合化、智能化程度也不断提高，如何以更加经济的方式满足飞机使用效能和敏捷、准确、持续的保障能力需求，故障诊断、预测与健康管理技术获得越来越多的重视和应用。利用传感器对其各系统参数进行采集是其进行故障诊断与健康管理的必要条件，而传感器自身的健康状态的检查——自检则对其应用系统的故障诊断与健康管理是否能够发挥作用起到至关重要的作用，因此传感器的自检是系统故障诊断与健康管理系统的分割的部分。目前电涡流式接近传感器暂不具备在线自检功能，在电涡流式接近传感器出现故障的情况下，最基本的检查方法是将其从系统上拆下，单独对其通电，使用标靶远离或接近传感器同时观察传感器输出信号是否符合技术要求，这种人工检查故障的方法一方面浪费人力和物力，另一方面在绝大多数情况下这种方法根本无法执行。随着系统的复杂程度日益增加，传感器的测试性和维修性将面临严峻的挑战。阻碍了电涡流式接近传感器在航空领域的应用和推广。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的是根据电涡流式接近传感器不能进行自检的问题，提供了一种通过硬件电路实现电涡流式接近传感器在线自检方法及自检电路。

为了达到上述目的，本发明公开了一种电涡流式接近传感器在线自检的方法，包括如下步骤：

靶标与探头之间的距离变化引起探头内线圈的品质因数发生改变，引起振荡电路的工作状态改变，该振荡电路的输出信号经检波电路、回差电路处理后再经功放电路产生与靶标和探头之间距离对应的初始状态下的输出信号；在进行自检时，自检控制信号起作用，存储电路保存初始状态下的输出信号，并根据该初始状态下的输出信号使远离激励电路或接近激励电路产生激励信号，激励信号使振荡电路的工作状态产生变化，振荡电路的输出信号经检波电路、回差电路处理后经功放电路产生激励响应信号，逻辑电路将激励响应信号与初始状态下的输出信号进行比对产生自检输出信号，完成一次自检。

一种电涡流式接近传感器在线自检电路，是用于测定电涡流式接近传感器各功能单元是否处于正常工作状态下的包括接近自检和远离自检方式的在线自检电路；

所述在线自检电路包括测试电路部分和自检电路部分；

所述测试电路部分包括测试电路供电电源、振荡电路、检波电路、回差电路及功放电路，所述测试电路供电电源分别连接振荡电路、检波电路及功放电路，所述振荡电路通过检波电路一路连接至功放电路，另一路连接至回差电路，该回差电路连接至所述振荡电路；

所述自检电路部分包括自检电路供电电源以及与该自检电路供电电源分别连接的激励单元和故障判断单元；

所述激励单元用于在自检控制信号的控制下，对测试电路部分的工作状态进行控制，使激励信号与初始状态下的输出信号相反，其包括远离激励电路和接近激励电路，所述远离激励电路或接近激励电路用于在靶标接近或远离传感器时产生激励信号；

所述故障判断单元用于能够根据初始状态下的输出信号，自动确定激励信号方向，同时将激励响应信号与初始状态输出信号进行对比，输出正常或故障信号，以实现对电涡流式接近传感器的在线自检功能，其包括对初始状态下的输出信号进行保存的存储电路以及将激励响应信号与初始状态下的输出信号进行比对的逻辑电路。

进一步地，所述自检电路供电电源分别连接至存储电路、逻辑电路、远离激励电路及接近激励电路，所述存储电路分别与逻辑电路、远离激励电路及接近激励电路连接，所述远离激励电路和接近激励电路分别与振荡电路连接，所述功放电路分别与存储电路及逻辑电路连接。

本发明的有益效果为：发明提供的电涡流式接近传感器在线自检方法结构简单，易于实现，具有高可靠性，同时具有良好的自检测效果，故障检测率达到百分之八十以上，解决了电涡流式接近传感器不能进行自检的技术问题，具有非常巨大的实用价值和经济价值。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明的电路图。

其中，各个部分的名称及标注如下：

1-测试电路部分，2-探头，3-靶标，4-自检电路部分，5-自检控制信号，1.1-测试电路供电电源，1.3-振荡电路，1.4-检波电路，1.5-回差电路，1-6功放电路，4.1-自检电路供电电源，4.2-存储电路，4.3-远离激励电路，4.4-接近激励电路，4.5-逻辑电路，4.6自检输出信号。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1与图2，本发明公开了一种电涡流式接近传感器在线自检的方法，包括如下步骤：

靶标3与探头2之间的距离变化引起探头2内线圈的品质因数发生改变，引起振荡电路1.3的工作状态改变，该振荡电路1.3的输出信号经检波电路1.4、回差电路1.5处理后再经功放电路1.6产生与靶标3和探头2之间距离对应的初始状态下的输出信号；在进行自检时，自检控制信号5起作用，存储电路4.2保存初始状态下的输出信号，并根据该初始状态下的输出信号使远离激励电路4.3或接近激励电路4.4产生激励信号，该激励信号使振荡电路1.3的工作状态产生变化，所述振荡电路1.3的输出信号经检波电路1.4、回差电路1.5处理后经功放电路1.6产生激励响应信号，逻辑电路4.5将激励响应信号与初始状态下的输出信号进行比对产生自检输出信号6，完成一次自检。

一种电涡流式接近传感器在线自检电路，是用于测定电涡流式接近传感器各功能单元是否处于正常工作状态下的包括接近自检和远离自检方式的在线自检电路；

所述在线自检电路包括测试电路部分1和自检电路部分4；

所述测试电路部分1包括测试电路供电电源1.1、振荡电路1.3、检波电路1.4、回差电路1.5及功放电路1.6，所述测试电路供电电源1.1分别连接振荡电路1.3、检波电路1.4及功放电路1.6，所述振荡电路1.3通过检波电路1.4一路连接至功放电路1.6，另一路连接至回差电路1.5，该回差电路1.5连接至所述振荡电路1.3；

所述自检电路部分4包括自检电路供电电源4.1以及与该自检电路供电电源4.1分别连接的激励单元和故障判断单元；

所述激励单元用于在自检控制信号5的控制下，对测试电路部分的工作状态进行控制，使激励信号与初始状态下的输出信号相反，其包括远离激励电路4.3和接近激励电路4.4，所述远离激励电路4.3或接近激励电路4.4用于在靶标3接近或远离传感器时产生激励信号；

所述故障判断单元用于能够根据初始状态下的输出信号，自动确定激励信号方向，同时将激励响应信号与初始状态输出信号进行对比，输出正常或故障信号，以实现对电涡流式接近传感器的在线自检功能，其包括对初始状态下的输出信号进行保存的存储电路4.2以及将激励响应信号与初始状态下的输出信号进行比对的逻辑电路4.5。

所述自检电路供电电源4.1分别连接至存储电路4.2、逻辑电路4.5、远离激励电路4.3及接近激励电路4.4，所述存储电路4.2分别与逻辑电路4.5、远离激励电路4.3及接近激励电路4.4连接，所述远离激励电路4.3和接近激励电路4.4分别与振荡电路1.3连接，所述功放电路1.6分别与存储电路4.2及逻辑电路4.5连接。

本发明是根据电涡流式接近传感器测量电路原理，建立电涡流式接近传感器异常故障树，通过故障树分析，得到了电涡流式接近传感器的最少且有效的故障监测点，通过对监测点上信号的监测和对比，可以预先知道电涡流式接近传感器各功能单元是否处于正常的工作状态。故障检测率能够达到最大。由故障树分析可知电涡流式接近传感器任何功能单元在出现故障时，其故障现象均表现为输出异常，即标靶远离或接近传感器时输出信号不发生变化，因此电涡流式接近传感器的输出信号成为自检最少且有效的监测点。

以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。