一种位移传感器故障检测电路及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种位移传感器故障检测电路及其控制系统。所述位移传感器故障检测电路包括电源电路以及短路、断路、供电失效三种故障检测电，故而包括电源Vcc1～Vcc2、电阻R1、电阻R3～R5、晶体管Q1～Q3。短路故障检测电路的输入端为位移传感器故障检测电路的信号输入端并经由R1、Vcc1接地，而输出端为位移传感器故障检测电路的信号输出端。Q1基极经由R3连接信号输入端，Q1发射极连接Vcc1正极，Q1集电极经由R4接地。Q2基极连接Q1集电极，Q2发射极连接Vcc1正极，Q2集电极连接信号输出端。Q3发射极连接Vcc1正极，Q3集电极连接信号输出端，Q3基极经由电阻R5连接Vcc2正极。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种位移传感器故障检测电路及其控制系统。所述位移传感器故障检测电路包括电源电路以及短路、断路、供电失效三种故障检测电，故而包括电源Vcc1～Vcc2、电阻R1、电阻R3～R5、晶体管Q1～Q3。短路故障检测电路的输入端为位移传感器故障检测电路的信号输入端并经由R1、Vcc1接地，而输出端为位移传感器故障检测电路的信号输出端。Q1基极经由R3连接信号输入端，Q1发射极连接Vcc1正极，Q1集电极经由R4接地。Q2基极连接Q1集电极，Q2发射极连接Vcc1正极，Q2集电极连接信号输出端。Q3发射极连接Vcc1正极，Q3集电极连接信号输出端，Q3基极经由电阻R5连接Vcc2正极。【专利说明】一种位移传感器故障检测电路及其控制系统
本专利技术涉及一种检测电路及安装有所述检测电路的控制系统，尤其涉及一种位移传感器故障检测电路及其安装有所述位移传感器故障检测电路的控制系统。
技术介绍
位移传感器是一种用于感知机械物体的位置移动(包括直线运动和转动)并转化为电信号输出的线性器件，在工业自动机械和车辆自动执行器上应用广泛，比如用在加速踏板上用于反映踏板位置变化，用在自动离合器执行器上用于反映离合器的接合和分离位置变化等。在这些自动控制中，位移是一个很重要的反馈量，直接影响到控制质量和系统安全。而位移传感器是一种电子器件，易受机械和电气等影响造成损坏，因此必须对位移传感器的信号故障进行检测，以便实施相应的保护策略，从而保证系统的安全运行。位移传感器有模拟式和数字式两种，模拟式结构在成本和精度上具有优势，因此在自动控制中使用模拟式的居多。从内部结构来看，模拟式位移传感器又分为电位器式、电感式、电涡流式、霍尔式等结构，但由于输出信号均为电压信号，信号处理原理均相似。此类传感器信号故障主要有3种:1、信号发生断路；2、信号发生短路，即对地短路或者对电源正极短路；3、传感器供电失效，造成信号不准确。目前在本领域和相似领域中实现故障检测的方法主要涉及上述第I和第2种故障，如中国专利技术专利公开了一种电平型信号断线故障的检测装置(专利申请号CN201010263887.5)，主要解决模拟信号断线故障的检测问题，但这种方法是在原模拟信号处理电路中额外增加了一套检测电路，同时需要多占用处理芯片的一个I/O资源，实施方式不够便利。另外，在该专利中未涉及对信号从断线开始到被检测到故障的这一过程的探讨，检测速度无法保证。实际上，如果检测速度过慢，系统将无法及时进入故障保护模式，在这期间继续使用错误的信号进行错误的控制，将有可能损坏系统元件并带来危险。再如更常见的有利用冗余原理的检测方法，即使用具有双路信号输出的传感器，该双路信号具有一定函数关系，用于相互校验，当这两路信号的函数关系出现较大偏差时则认为有故障。这种方法虽然可以检测上述第I和第2种故障，但实际是利用了概率原理，即认为两路信号同时发生故障的概率很低，因此无法保证100%的准确率。同时对于上述的第3种故障，这种方法也无法有效检出，因为发生传感器供电失效故障时，两路信号的函数关系可能不会发生较大偏差，但两路信号都是错误的。另外这种方法由于增加了 I倍的相应兀件和电路，还有成本闻的缺点。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提出一种具有对位移传感器信号的短路、断路和供电失效故障进行快速检测的位移传感器故障检测电路及其安装有所述位移传感器故障检测电路的控制系统。本专利技术是这样实现的，一种位移传感器故障检测电路，其包括短路故障检测电路、断路故障检测电路、供电失效故障检测电路、电源电路；其中，所述电源电路包括电源Vcc1、电源Vcc2、电阻Rl，电源Vccl的正极连接电阻Rl的一端，电源Vccl的负极接地；所述短路故障检测电路为低通滤波器，所述低通滤波器的输入端为所述位移传感器故障检测电路的信号输入端并连接电阻Rl的另一端，所述信号输入端连接位移传感器用于接收所述位移传感器信号，所述低通滤波器的输出端为所述位移传感器故障检测电路的信号输出端，所述信号输出端连接至与所述位移传感器配套使用的控制系统的数/模端Π ；所述断路故障检测电路包括晶体管Q1、晶体管Q2、电阻R3、电阻R4，晶体管Ql的基极经由电阻R3连接所述信号输入端，晶体管Ql的发射极连接电源Vccl的正极，晶体管Ql的集电极经由电阻R4接地，晶体管Q2的基极连接晶体管Ql的集电极，晶体管Q2的发射极连接电源Vccl的正极，晶体管Q2的集电极连接所述信号输出端；所述供电失效故障检测电路包括晶体管Q3、电阻R5，晶体管Q3的发射极连接电源Vccl的正极，晶体管Q3的集电极连接所述信号输出端，晶体管Q3的基极经由电阻R5连接电源Vcc2的正极，电源Vcc2的负极接地。作为上述方案的进一步改进，所述短路故障检测电路包括电阻R2、电容Cl，电阻R2的一端为所述位移传感器故障检测电路的信号输入端并连接电阻Rl的另一端，电阻R2的另一端为所述位移传感器故障检测电路的信号输出端并经由电容Cl接地。优选地，电阻R2为限流电阻，电容Cl为滤波电容。作为上述方案的进一步改进，电阻Rl为上拉电阻，电阻R4为下拉电阻。作为上述方案的进一步改进，晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3均为PNP型三极管。本专利技术还提供一种控制系统，其包括处理电路、位移传感器以及用于检测所述位移传感器是否存在故障的位移传感器故障检测电路，所述处理电路根据所述位移传感器故障检测电路的检测信号判断故障检测，所述位移传感器故障检测电路包括短路故障检测电路、断路故障检测电路、供电失效故障检测电路、电源电路；其中，所述电源电路包括电源Vcc1、电源Vcc2、电阻Rl，电源Vccl的正极连接电阻Rl的一端，电源Vccl的负极接地；所述短路故障检测电路为低通滤波器，所述低通滤波器的输入端为所述位移传感器故障检测电路的信号输入端并连接电阻Rl的另一端，所述信号输入端连接所述位移传感器用于接收所述位移传感器信号，所述低通滤波器的输出端为所述位移传感器故障检测电路的信号输出端，所述信号输出端连接与所述处理电路的数/模端口 ；所述断路故障检测电路包括晶体管Ql、晶体管Q2、电阻R3、电阻R4，晶体管Ql的基极经由电阻R3连接所述信号输入端，晶体管Ql的发射极连接电源Vccl的正极，晶体管Ql的集电极经由电阻R4接地，晶体管Q2的基极连接晶体管Ql的集电极，晶体管Q2的发射极连接电源Vccl的正极，晶体管Q2的集电极连接所述信号输出端；所述供电失效故障检测电路包括晶体管Q3、电阻R5，晶体管Q3的发射极连接电源Vccl的正极，晶体管Q3的集电极连接所述信号输出端，晶体管Q3的基极经由电阻R5连接电源Vcc2的正极，电源Vcc2的负极接地。作为上述方案的进一步改进，所述短路故障检测电路包括电阻R2、电容Cl，电阻R2的一端为所述位移传感器故障检测电路的信号输入端并连接电阻Rl的另一端，电阻R2的另一端为所述位移传感器故障检测电路的信号输出端并经由电容Cl接地。优选地，电阻R2为限流电阻，电容Cl为滤波电容。作为上述方案的进一步改进，电阻Rl为上拉电阻，电阻R4为下拉电阻。作为上述方案的进一步改进，所述处理电路为单片机或具有A/D转换功能的集成电路。综上所述，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位移传感器故障检测电路，其特征在于：其包括短路故障检测电路、断路故障检测电路、供电失效故障检测电路、电源电路；其中，所述电源电路包括电源Vcc1、电源Vcc2、电阻R1，电源Vcc1的正极连接电阻R1的一端，电源Vcc1的负极接地；所述短路故障检测电路为低通滤波器，所述低通滤波器的输入端为所述位移传感器故障检测电路的信号输入端并连接电阻R1的另一端，所述信号输入端连接位移传感器用于接收所述位移传感器信号，所述低通滤波器的输出端为所述位移传感器故障检测电路的信号输出端，所述信号输出端连接至与所述位移传感器配套使用的控制系统的数/模端口；所述断路故障检测电路包括晶体管Q1、晶体管Q2、电阻R3、电阻R4，晶体管Q1的基极经由电阻R3连接所述信号输入端，晶体管Q1的发射极连接电源Vcc1的正极，晶体管Q1的集电极经由电阻R4接地，晶体管Q2的基极连接晶体管Q1的集电极，晶体管Q2的发射极连接电源Vcc1的正极，晶体管Q2的集电极连接所述信号输出端；所述供电失效故障检测电路包括晶体管Q3、电阻R5，晶体管Q3的发射极连接电源Vcc1的正极，晶体管Q3的集电极连接所述信号输出端，晶体管Q3的基极经由电阻R5连接电源Vcc2的正极，电源Vcc2的负极接地。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，黄全安，
申请(专利权)人：吴江绿控电控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32