电磁式接近传感器模拟装置的制作方法

本实用新型涉及一种电磁式接近传感器模拟装置，更具体地涉及用于模拟物体接近时的真实传感器信号的电磁式接近传感器模拟装置。

背景技术：

接近传感器是一种以无需与检测对象接触就可进行检测为目的的传感器的总称，其能够对对象的移动信息和存在信息进行检测，并这些信息转化为电信号。

按照作用方式的不同，接近传感器主要分为电磁(感应)式接近传感器、电容式接近传感器以及霍尔式接近传感器等种类，其中，电磁式接近传感器在飞机设计制造中有着广泛的应用，特别是，飞机的轮载信息，起落架及舱门位置信息都需要电磁式接近传感器来指示，并反馈至系统控制盒进行逻辑判断。因此，检测对象的移动信息及存在信息的准确性直接关乎飞机起飞、降落的安全。

图3是表示通用的电磁式接近传感器1的工作原理。如图3所示，当金属的目标物体2靠近接近传感器1的感应头3时会产生涡流，使接近传感器1的电路中的电感值发生改变，此时，内部电路的其它参数、如反馈电流的相位也会发生变化，由此识别出有无金属物体的接近，进而控制开关的接通和断开。

另外，在飞机正式交付使用前，必须对飞机的各个系统进行充分地试验，包括仿真模拟试验、铁鸟试验以及飞行试验。特别是，当飞机进行地面故障排查、仿真模拟试验或是铁鸟试验时，由于飞机上的元器件或是试验中使用的模拟件处于静止状态，因此，很难获得真实的接近传感器信号，由此会影响试验的可靠性。

因此，如何设计一种能对电磁式接近传感器的接近、远离进行模拟且能提供精确、可控的模拟信号，以输入到飞机系统控制盒中进行逻辑判断的电磁式接近传感器模拟装置，便成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种高可靠性的电磁接近传感器模拟装置，不仅能够对电磁式接近传感器的接近、远离进行模拟，而且能够准确、可控地输出接近于真实的接近传感器信号。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型的第一方面提供一种电磁式接近传感器模拟装置，包括：控制器、轮速控制驱动器、电机、齿轮齿条机构以及可调电感器，所述控制器能够将预先设定的所需电感值转化为轮速信号后输出，并且能够接收反馈电感值，所述轮速控制驱动器接收来自所述控制器的轮速信号，并驱动所述电机使其转动，所述电机带动所述齿轮齿条机构，以将来自所述电机的转动转化为直线运动，所述可调电感器与所述齿轮齿条机构连结，并且向所述控制器发送所述可调电感器的所述反馈电感值，所述可调电感器能够基于所述齿轮齿条机构的直线运动而改变电感值，所述控制器、所述轮速控制驱动器、所述电机、所述齿轮齿条机构、所述可调电感器形成闭环控制，所述可调电感器与装置外部的系统控制盒构成电回路，所述电回路中的反馈电流的相位随着所述可调电感器的电感值改变而改变。

根据如上所述构成，由于所述控制器能够将预先设定的所需电感值转化为轮速信号后输出，并且能够接收来自所述可调电感器的反馈电感值，从由所述控制器、所述轮速控制驱动器、所述电机、所述齿轮齿条机构、所述可调电感器实现电磁式接近传感器模拟装置的闭环控制，因此，控制器能够根据反馈的电感值来判断需要继续转动还是停止。

此外，根据如上所述构成，通过使所述电回路中的反馈电流的相位随着所述可调电感器的电感值改变而改变，从而能够模拟出接近传感器在检测对象接近或远离时的电磁特性。

本实用新型的第二方面的电磁式接近传感器模拟装置是在本实用新型的第一方面的电磁式接近传感器模拟装置的基础上，其特征是，所述轮速控制驱动器控制所述电机的转速和旋转方向。

根据如上所述构成，由于所述轮速控制驱动器控制所述电机的转速和旋转方向，因此，能够在反馈电感值大于所需电感值时，控制电机逆时针转动，以减少电感值，反之，在反馈电感值小于所需电感值时，控制电机顺时针转动，以增加电感值。

本实用新型的第三方面的电磁式接近传感器模拟装置是在本实用新型的第二方面的电磁式接近传感器模拟装置的基础上，其特征是，所述轮速控制驱动器控制成在所述接近传感器接近检测对象时与远离检测对象时，所述电机的旋转方向相反。

根据如上所述构成，由于所述接近传感器接近检测对象时反馈电感值和所需电感值的大小关系，与所述接近传感器远离检测对象时反馈电感值和所需电感值的大小关系相反，因此，通过将所述轮速控制驱动器控制成在所述接近传感器接近检测对象时与远离检测对象时，所述电机的旋转方向相反，从而能够模拟出接近传感器在检测对象接近时的电磁特性。

本实用新型的第四方面的电磁式接近传感器模拟装置是在本实用新型的第一方面至第三方面中的任一方面的电磁式接近传感器模拟装置的基础上，其特征是，在所述可调电感器与装置外部的所述系统控制盒之间设置有定值电阻。

根据如上所述构成，由于在所述可调电感器与装置外部的所述系统控制盒之间设置有定值电阻，因此，能通过定值电阻来防止反馈电流过大，并且保证电流相位平稳变化。

本实用新型的第五方面的电磁式接近传感器模拟装置是在本实用新型的第一方面至第三方面中的任一方面的电磁式接近传感器模拟装置的基础上，其特征是，所述控制器是单片机。

本实用新型的第六方面的电磁式接近传感器模拟装置是在本实用新型的第五方面的电磁式接近传感器模拟装置的基础上，其特征是，所述控制器具有通讯接口，所述通讯接口传输轮速信号和电感值反馈信号。

根据本实用新型，能够实现一种能够准确、可控地输出接近于真实的接近传感器信号的高可靠性的电磁接近传感器模拟装置。

附图说明

图1是表示本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置的组成原理图。

图2是表示本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置的控制流程图。

图3是用于对通用的电磁式接近传感器的原理进行说明的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置进行说明。图1是表示本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置100的组成原理图，图2是表示本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置100的控制流程图。

如图1所示，本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置100包括控制器110、轮速控制驱动器120、电机130、齿轮齿条机构140、可调电感器150。

上述控制器110例如选用单片机，预先设定所需的电感值，并将该电感值转化为轮速信号，输出至轮速控制驱动器120。另外，上述控制器110能接收可调电感器150的反馈电感值。

上述轮速控制驱动器120接收来自控制器110的轮速信号，并且驱动电机130转动。

上述电机130转动并带动齿轮齿条机构140运动。

上述齿轮齿条机构140将来自电机130的转动转化为直线运动，并且与可调电感器150连结，以改变可调电感器150的值。

上述可调电感器150与飞机(有时也称为“装置外部”)的系统控制盒200构成电回路。在可调电感器150的电感值改变时，上述电回路中的反馈电流的相位也随之改变，以模拟出接近传感器在检测对象接近或远离时的电磁特性。此外，上述可调电感器150将该电感值(有时也称为“反馈电感值”)反馈至控制器100，形成闭环控制。

优选的是，上述控制器110具有通讯接口(未图示)，通过该通讯接口传输轮速信号和电感值反馈信号。

另外，优选的是，在电磁式接近传感器模拟装置100中，在可调电感器150与装置外部的系统控制盒200之间设置有定值电阻160，该定值电阻160防止反馈电流过大，并且保证电流相位平稳变化。

根据本实用新型一实施方式的电磁式接近传感器模拟装置100，基于控制器110(和通讯接口)，将指令输入到轮速控制驱动器120，驱动电机130进而调整电感值，在整个电路中的激励电压及电阻不变的情况下，改变反馈电流的相位，能实现接近传感器接通、断开状态的控制。

以下，对电磁式接近传感器模拟装置100的工作原理进行说明。

如图2所示，电磁式接近传感器模拟装置100的利用控制器110(和通讯接口)来设定所需的电感值，转化为轮速信号，输出至轮速控制驱动器120。轮速控制驱动器120对电机130的转速和旋转方向进行控制，并通过齿轮齿条机构140传动，进而改变可调电感器150上的电感值。可调电感器150上的电感值反馈至控制器110，形成闭环控制。可调电感器150与装置外部的系统控制盒200连成电气回路，可调电感器150的电感值改变，电气回路中的反馈电流的相位也随之改变，进而能够模拟出接近传感器在检测对象接近或远离时的电磁特性。

下面，列举一个具体实例。

例如，将可调电感器150的范围设置为22～27mH，分别率为0.05mH，初始值为23mH。另外，将电机130转动一圈，齿轮齿条机构140中，齿轮141带动齿条142而产生的电感值变化量为0.2mH，顺时针转动为电感值增加，逆时针转动为电感值减少。假设接近传感器的激活电感值为Ga＞25.5mH，未激活电感值为Gd＜24mH。

此时，在试验中，需要模拟的是接近传感从未激活状态转变为激活状态。此时，只需要在控制器中设置电感值为大于25.5mH的某个值，如26mH。则控制器会计算需要调节的电感值为+3mH(从初始值23mH开始)，那么就需要电机130顺时针转动15圈，接着，将这个命令发送至轮速控制驱动器120。

轮速控制驱动器120接收到指令后，控制电机130转动，带动齿轮齿条机构140，进而改变可调电感器150的电感值，并反馈给控制器110。另外，控制器110根据反馈的电感值来判断需要继续转动还是停止，并调节转速。

当可调电感器上的电感值为26mH时，控制器110指示停止转动。可调电感器150与系统控制盒200连成电气回路，由于电感值从23mH变为26mH，因此，电气回路中的反馈电流的相位也随之改变，模拟出接近传感器在检测对象接近时的电磁特性。

另外，模拟接近传感器在检测对象远离时的电磁特性的步骤与上述步骤相反。

熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的上来说，本实用新型并不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，可以在不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的总体发明概念的精神或范围的前提下做出修改。