本发明专利技术公开了一种防核电磁脉冲的转速采集装置和采集方法，两个电磁感应探头组成差分式电磁感应传感器，齿盘的转动使差分式电磁感应传感器产生平衡信号，平衡信号通过线束进行传输，共模扼流圈和隔离变压器能够消除平衡信号中的共模干扰，并且将平衡信号转化为控制系统需要的非平衡信号。差分式电磁感应传感器可以将非平衡信号转化为线束上方便传输的平衡信号，将强电磁脉冲的磁场耦合进行相互对消并且不影响转速信号的产生和传输，平衡信号在线束上的传播可以消除外部的辐射干扰和对外的发射干扰。本发明专利技术的防核电磁脉冲的转速采集装置和采集方法可以消除强电磁脉冲耦合下产生的传感器耦合和线缆上的共模耦合，保证系统的正常运行，制造成本较低。
【技术实现步骤摘要】
一种防核电磁脉冲的转速采集装置及采集方法
本专利技术涉及电磁兼容领域的一种防核电磁脉冲的转速测量方法。
技术介绍
电子控制系统在航空航天、工业控制和智能控制中占据重要地位，但是在电子产品快速发展的过程中，电子产品也不断的暴露出抗干扰能力差的缺点；特别是在特殊场所受到强电磁脉冲的作用时，会对控制系统产生较大的损伤。如何增加电子控制系统的抗强电磁脉冲的干扰能力成为越来越多的科技人员关注的对象。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的一种防核电磁脉冲的转速采集装置及采集方法可以消除强电磁脉冲耦合下产生的传感器耦合和线缆上的共模耦合，能够保证系统的正常运行，制造成本相对较低。技术方案：一种防核电磁脉冲的转速采集装置，所述防核电磁脉冲的转速采集装置包括差分式电磁感应传感器、屏蔽线束、共模扼流圈、隔离变压器以及第一RC滤波电路和第二RC滤波电路，所述差分式电磁感应传感器包括第一磁电式探头和第二磁电式探头，所述第一磁电式探头和第二磁电式探头均包括线圈、铁心、永磁体和支撑架，铁芯、永磁体和支撑架依次连接，铁芯对着外部齿盘，使第一个传感器探头对准齿轮齿的前沿时，第二个传感器探头能够对准齿轮齿的后沿，线圈绕在铁芯上，第一磁电式探头的线圈与第二磁电式探头的线圈同向端相连，并且通过第一RC滤波电路进行接地，所述第一磁电式探头的线圈的另一端与第二磁电式探头的线圈的另一端穿过屏蔽线束与共模扼流圈的两个输入端连接，共模扼流圈的两个输出端分别与隔离变压器原边绕组的第一个绕组的同向端、第二个绕组的异向端连接，第一层绕组的异向端和第二层绕组的同向端相连，并通过第二RC滤波电路接地，隔离变压器的副边绕组连接外部控制器AD接口。进一步地，齿盘间隙和齿盘齿的宽度相同。进一步地，对于不同的齿盘、齿形，通过调节传感器中探头的位置进行调节。一种防核电磁脉冲的转速采集方法，包括如下步骤：齿盘旋转，当一个磁电式探头的铁芯对准齿盘齿，磁通增加时，另一个磁电式探头的铁芯离开齿盘齿，磁通减小；两个磁电式探头的绕线方向相反，将齿盘齿的转速信号转化为平衡信号，平衡信号具有同步相位；当核电磁脉冲工作时，将干扰信号转化为一组同相位的共模信号；第一RC滤波电路对差分信号进行滤波，并使传输系统对低频接地具有高阻抗；屏蔽线束消除外部的辐射干扰和对外的发射干扰；共模扼流圈、隔离变压器对转速采集系统中的共模信号进行滤波，并且将系统中的平衡信号转换成为电路系统需要的非平衡信号；所述第二RC滤波电路使传输系统具有高阻抗地。有益效果：本专利技术的目的防止控制系统中转速信号的电磁脉冲干扰，防止出现因为转速系统受到强电磁脉冲干扰或损伤造成的控制系统的误动作问题，提高了控制系统的抗干扰能力，保证箱体内部控制器的正常运行。采用差分式电磁感应传感器对齿盘齿的前沿和后沿进行检测，产生一个平衡信号，而当核电磁脉冲工作时，差分式电磁感应传感器产生的是一组同相位的共模信号；同时外部线缆上产生的也是共模干扰。在信号传输的终端，通过共模扼流圈和隔离变压器将传输的平衡信号和共模干扰进行滤除，并将平衡信号转化成为控制系统需要的非平衡信号，从而消除了强电磁脉冲的干扰。差分式电磁感应传感器结构，可以将齿盘的转速信号转化平衡信号，将强电磁脉冲的干扰转换为共模干扰信号，为了保证平衡信号的质量，齿盘的间隙和齿的制造误差不能太大，差分式电磁感应传感器的位置应该保证第一个传感器探头检测齿的前沿时，第二个传感器探头检测齿的后沿。隔离变压器前面必须添加扼流圈，隔离变压器的的原边为双线圈结构，隔离变压器的副边为单变压器结构，可以实现平衡信号与非平衡信号的转换。附图说明图1为核电磁脉冲防护转速采集原理图；图2为差分式电磁感应传感器核电磁脉冲防护原理图；图3为差分式电磁感应传感器输出信号波形图；图4为核电磁脉冲干扰波形图；图5为采集系统输出波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。如图1所示的一种防核电磁脉冲的转速采集装置，所述防核电磁脉冲的转速采集装置包括差分式电磁感应传感器、屏蔽线束3、共模扼流圈4、隔离变压器5以及第一RC滤波电路6和第二RC滤波电路7，差分式电磁感应传感器安装在齿盘附近的支撑架上，并且不随齿盘的转动而转动，所述差分式电磁感应传感器包括第一磁电式探头2和第二磁电式探头8，所述第一磁电式探头2和第二磁电式探头8均包括线圈10、铁心11、永磁体12和支撑架13，铁芯11、永磁体12和支撑架13依次连接，铁芯对着外部齿盘，线圈绕在铁芯上，齿盘间隙和齿盘齿的宽度相同，对于不同的齿盘、齿形，通过调节传感器中探头的位置进行调节。所述第一磁电式探头2设置在齿盘齿的前沿，所述第二磁电式探头8设置在齿盘齿的后沿，和齿盘1之间的相对位置保证平衡信号具有同步相位。差分式电磁感应传感器可以在无源，并且不需要其他转换设备的情况下将非平衡信号转化为线束上方便传输的平衡信号，差分式电磁感应传感器可以将强电磁脉冲的磁场耦合进行相互对消并且不影响转速信号的产生和传输。第一磁电式探头2的线圈与第二磁电式探头8的线圈同向端Q相连，并且通过第一RC滤波电路6进行接地，所述第一磁电式探头2的线圈的另一端N与第二磁电式探头8的线圈的另一端M穿过屏蔽线束3与共模扼流圈的两个输入端连接，共模扼流圈的两个输出端分别与隔离变压器5原边绕组的第一个绕组的同向端、第二个绕组的异向端连接，第一层绕组的异向端和第二层绕组的同向端相连，并通过第二RC滤波电路7接地，隔离变压器5的副边绕组连接外部控制器AD接口。平衡信号在线束上的传播可以消除外部的辐射干扰和对外的发射干扰。共模扼流圈4可以消除线缆中耦合产生的共模干扰，隔离变压器5不仅可以进一步消除线路中的共模干扰还可以将线路中的平衡信号转换为电路系统采集需要的非平衡信号。RC滤波电路6、7用来确定传输系统的高阻抗参考地，保证信号的稳定性。第一个磁电式探头在对齿盘齿的前沿进行检测的时候，铁心中的磁通量会增加；同时第二个磁电式探头会对齿盘齿的后沿进行检测，铁心中的磁通量会减小；由于两个磁电式探头的绕线方向相反，根据Maxwell方程，会在线圈中感应出如图3所示的平衡信号，A为平衡信号的幅值。当强电磁脉冲发生时，由于差分式电磁感应传感器的两个磁电式探头的安装位置较近，线圈和铁心的安装方向相同如图2所示，P代表电磁波的入射方向，由于线圈的缠绕方向相反，电磁脉冲的入射方向相同，根据Maxwell方程，差分式电磁感应传感器的两端会场生如图4所示的脉冲干扰波形。信号在线束传输的过程中，同样会产生辐射共模干扰，这种共模干扰先信号的终端，隔离变压器会将齿盘产生的转速平衡信号转换为非平衡信号如图5所示，共模干扰会被扼流圈和隔离变压器抑制。一种防核电磁脉冲的转速采集方法，包括如下步骤：齿盘旋转，当一个磁电式探头的铁芯对准齿盘齿，磁通增加时，另一个磁电式探头的铁芯离开齿盘齿，磁通减小；两个磁电式探头的绕线方向相反，将齿盘齿的转速信号转化为平衡信号，平衡信号具有同步相位；当核电磁脉冲工作时，将干扰信号转化为一组同相位的共模信号；第一RC滤波电路6对线路中的高频干扰信号进行接地吸收，对差分信号进行滤波，并使传输系统低频状态具有高阻抗地；屏蔽线束3消除外部的辐射干扰和对外的发射干扰；共模扼流圈4、隔离变压器5对转速采集系统中的共模信号进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防核电磁脉冲的转速采集装置，其特征在于，所述防核电磁脉冲的转速采集装置包括差分式电磁感应传感器、屏蔽线束(3)、共模扼流圈(4)、隔离变压器(5)以及第一RC滤波电路(6)和第二RC滤波电路(7)，所述差分式电磁感应传感器包括第一磁电式探头(2)和第二磁电式探头(8)，所述第一磁电式探头(2)和第二磁电式探头(8)均包括线圈(10)、铁心(11)、永磁体(12)和支撑架(13)，铁芯(11)、永磁体(12)和支撑架(13)依次连接，铁芯对着外部齿盘，使第一个传感器探头对准齿轮齿的前沿时，第二个传感器探头能够对准齿轮齿的后沿，线圈绕在铁芯上，第一磁电式探头(2)的线圈与第二磁电式探头(8)的线圈同向端相连，并且通过第一RC滤波电路(6)进行接地，所述第一磁电式探头(2)的线圈的另一端与第二磁电式探头(8)的线圈的另一端穿过屏蔽线束(3)与共模扼流圈的两个输入端连接，共模扼流圈的两个输出端分别与隔离变压器(5)原边绕组的第一个绕组的同向端、第二个绕组的异向端连接，第一层绕组的异向端和第二层绕组的同向端相连，并通过第二RC滤波电路(7)接地，隔离变压器(5)的副边绕组连接外部控制器AD接口。...
【技术特征摘要】
1.一种防核电磁脉冲的转速采集装置，其特征在于，所述防核电磁脉冲的转速采集装置包括差分式电磁感应传感器、屏蔽线束(3)、共模扼流圈(4)、隔离变压器(5)以及第一RC滤波电路(6)和第二RC滤波电路(7)，所述差分式电磁感应传感器包括第一磁电式探头(2)和第二磁电式探头(8)，所述第一磁电式探头(2)和第二磁电式探头(8)均包括线圈(10)、铁心(11)、永磁体(12)和支撑架(13)，铁芯(11)、永磁体(12)和支撑架(13)依次连接，铁芯对着外部齿盘，使第一个传感器探头对准齿轮齿的前沿时，第二个传感器探头能够对准齿轮齿的后沿，线圈绕在铁芯上，第一磁电式探头(2)的线圈与第二磁电式探头(8)的线圈同向端相连，并且通过第一RC滤波电路(6)进行接地，所述第一磁电式探头(2)的线圈的另一端与第二磁电式探头(8)的线圈的另一端穿过屏蔽线束(3)与共模扼流圈的两个输入端连接，共模扼流圈的两个输出端分别与隔离变压器(5)原边绕组的第一个绕组的同向端、第二个绕组的异向端连接，第一层绕组的异向端和第二层绕组的同向端相连，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：周东，魏民祥，石立华，曹杰，邢德鑫，吴树凡，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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