用于检测传感器与受控元件的机械断开的系统技术方案

一种用于检测可变差动变压器与受控元件之间的连接的机械故障的系统。所述传感器系统包括可变差动变压器，所述可变差动变压器具有包封第一线圈的外壳；所述外壳中的孔，其中所述孔邻近所述第一线圈；设置在所述孔中的芯；可连接在第一端部处的所述孔与第二端部处的所述受控元件之间的轴；以及连接到所述轴的偏置元件。响应于所述轴的断裂，所述偏置元件使所述芯移动到可至少由所述第一线圈检测的超出范围的位置。

System for detecting mechanical disconnection of sensor and controlled element

A system for detecting a mechanical failure of a connection between a variable differential transformer and a controlled element. The sensor system comprises a variable differential transformer, the variable differential transformer has a first coil encapsulation shell; the shell of the hole, wherein the hole adjacent the first coil; provided in the holes of the core; can be connected between the first end of the end of two Kong Yudi the controlled element at the shaft connected to the shaft; and a biasing element. In response to the fracture of the shaft, the biasing element moves the core to an out of range position that can be detected by at least the first coil.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本国际PCT专利申请要求2014年3月31日提交的美国临时专利申请序列号61/972,668的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容以引用方式并入本文。专利
本专利技术涉及用于检测传感器从受控元件机械断开的系统。更具体地说，本专利技术涉及用于检测可变差动变压器与可变差动变压器所附接到的受控元件之间的机械断开的系统。例如，受控元件可连接到飞机上的控制表面。相关技术讨论现有技术有很多设计来检测连接到受控元件的传感器是否适当操作的设备的实例。正如所期望的，现有技术包括用于确定传感器是否已与受控元件(包括飞机上的控制元件)断开的设备的实例。传感器断开设备的许多现有技术实例依赖于生成的电信号的比较来检测可变差动变压器，诸如线性可变差动变压器(\LVDT\)或旋转可变差动变压器(\RVDT\)的故障情况。尽管有检测LVDT或RVDT传感器(及其相关联的受控元件)是否正在可接受范围内操作的方法的若干实例，但是存在对可替代方法的需求。具体地说，存在对在操作期间检测LVDT或RVDT传感器的机械故障的方法的需求。专利技术概述本专利技术解决现有技术中的明显不足中的一个或多个。本专利技术提供用于检测可变差动变压器与受控元件之间的连接的机械故障的系统。所述系统包括可变差动变压器，所述可变差动变压器具有包封第一线圈的外壳；外壳中的孔，其中所述孔邻近第一线圈；设置在孔中的芯；可连接在第一端部处的孔与第二端部处的受控元件之间的轴；以及连接到轴的偏置元件。响应于轴的断裂，偏置元件使芯移动到可至少由第一线圈检测的超出范围的位置。本专利技术还提供设置在孔中的芯以使得芯在孔内滑动，所述超出范围的位置对应于远离受控元件的最大位置。结合这个实施方案，可变差动变压器可为LVDT。还设想的是，本专利技术提供设置在孔中的芯以使得芯在孔内旋转，从而使得超出范围的位置对应于孔中的芯的最大旋转。结合这个实施方案，可变差动变压器可为RVDT。本专利技术还提供包括在第一线圈附近设置的第二线圈和第三线圈的实施方案。如果是这样，超出范围的位置可由第二线圈或第三线圈中的至少一个来检测。在本专利技术的系统的实施方案中，线圈由用于传导电流的导线线圈组成。在其他设想的实施方案中，芯可为磁体或磁化材料中的至少一种。设想的是，偏置元件可为弹簧。如果是这样，弹簧可为螺旋弹簧。在LVDT的情况下，系统可包括设置在弹簧周围的弹簧套，其中弹簧套在轴断裂后与轴一起移动。在LVDT的情况下，系统可包括设置在轴上的弹簧板和设置在轴上以将弹簧板连接到轴的至少一个突出部。所述弹簧板被设想在轴断裂后与轴一起移动。在本专利技术的系统的实施方案中，轴的第二端部可包括螺纹区段和大直径区段，所述大直径区段邻近螺纹区段、在轴的第一端部与第二端部之间。所述大直径区段被设想成接合弹簧套。在一个设想的实施方案中，螺纹区段适于接合受控元件内的活塞。在另一个设想的实施方案中，偏置元件邻近控制元件设置。设想的是，偏置元件可邻近可变差动变压器的外壳设置。还设想的是，系统可包括连接到轴的杆件，其中偏置元件在连接点与杆件之间连接。在此，偏置元件可邻近受控元件设置在可变差动变压器的外壳的外部。可替代地，偏置元件可设置在可变差动变压器的外壳内。根据以下讨论，本专利技术的其他方面将变得明显。附图简述参考附图描述本专利技术的一个或多个实施方案，其中：图1是根据现有技术的连接到控制元件的LVDT传感器的示意图；图2是用于检测传感器与控制元件之间的机械断开的系统的第一实施方案的图形表示，所述控制元件与飞机上的控制表面相关联，其中系统被以与LVDT连接的状态示出；图3是如图2所示的用于检测传感器与控制元件之间的机械断开的系统的实施方案的图形表示，其中系统被以与LVDT断开的状态示出；图4是用于检测传感器与控制元件之间的机械断开的系统的第二实施方案的图形表示，所述控制元件与飞机上的控制表面相关联，其中系统被以与LVDT连接的状态示出；图5是如图4所示的用于检测传感器与控制元件之间的机械断开的系统的实施方案的图形表示，其中系统被以与LVDT断开的状态示出；图6是图2所示的用于检测传感器与控制元件之间的机械断开的系统的第一实施方案的变型的图形表示，其中系统被以与LVDT连接的状态示出；以及图7是用于检测传感器与控制元件之间的机械断开的系统的第三实施方案的图形表示，其中系统被以与RVDT连接的状态示出。本专利技术实施方案的详述现在将结合其一个或多个实施方案描述本专利技术。单独实施方案的元件被设想成可替代其他实施方案中的元件。此外，本领域的技术人员在了解以下讨论后将会了解一个或多个变型和/或等效物。那些变型和等效物被认为由本专利技术所涵盖，如同本文所述的一样。图1是根据现有技术的传感器系统10的图形表示。传感器系统10包括通过轴14连接到控制元件16的LVDT12。LVDT12被设想成具有本领域技术人员已知的构造。类似于LVDT12，控制元件16被设想成具有本领域技术人员已知的构造。具体地说，控制元件16被设想成并入连接到飞机上的控制表面的液压致动器。例如，控制元件16可为控制所述控制表面的定位并且因此控制飞机的空气动力特性的液压操作的活塞。控制表面包括但不限于飞机的方向舵、副翼、缝翼、襟翼等。如应对本领域技术人员显而易见的是，LVDT12通常结合与飞机上的一个或多个控制表面相关联的控制元件16来使用。LVDT12紧凑且重量轻。此外，LVDT12可靠地产生指示控制表面的位置的信号。LVDT12被设想成包括具有中心孔20的外壳18。芯22被设置在轴14的一个端部处并且滑动地设置在外壳18内的孔20中。LVDT12的外壳18容纳初级绕组24、第一次级绕组26和第二次级绕组28。在外壳18内，次级绕组26、28与初级绕组24侧面相接。常规地，绕组24、26、28通过粘合剂(诸如环氧树脂)固定在外壳18中。如图1所示，轴14和芯22彼此连接。因此，当控制元件16被致动时，轴14在芯22中起作用以使芯22相对于绕组24、26、28移动。在芯相对于绕组24、26、28移动时，芯22引起生成电信号，所述电信号与芯22相对于绕组24、26、28的位置成比例。电信号用作对系统的输出以用于控制飞机上的控制表面。如图1所示，初级线圈24建立LVDT12的主感测区30。第一次级绕组26建立第一次级感测区32。第二次级绕组28建立第二次级感测区34。在正常操作期间，芯22被设想成邻近主感测区30定位。在控制元件响应于控制表面的位置改变时，芯22将被拉动成接近第一次级感测区32，或者被推动成接近第二次级感测区34。由箭头36指示轴14和芯22的行进方向。在芯22相对于感测区30、32、34移动时，LVDT12生成由飞机上的计算机系统进一步处理的不同位置信号。为了冗余，应注意飞机上的每个控制表面通常附接到两个LVDT12。通过这种取向，如果两个LVDT12中的一个发生故障，则从LVDT12接收位置信号的系统可确定存在故障。简单地，这两个LVDT12将生成不同的输出信号。然而，在现有技术中，传感器系统10无法确定两个LVDT12中的哪一个正在生成错误的信号。系统感知到的只是两个LVDT12正生成不同的信号，并且因此感知到存在与LVDT12所连接到的控制表面相关联的故障。如应从图1显而易见的，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测可变差动变压器与受控元件之间的连接的机械故障的系统，其包括：可变差动变压器，所述可变差动变压器包括包封第一线圈的外壳；孔，所述孔在所述外壳中，其中所述孔邻近所述第一线圈；芯，所述芯被设置在所述孔中；轴，所述轴可连接在第一端部处的所述孔与第二端部处的所述受控元件之间；以及偏置元件，所述偏置元件被连接到所述轴，其中，响应于所述轴的断裂，所述偏置元件使所述芯移动到可由所述第一线圈检测的超出范围的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 US 61/972,6681.一种用于检测可变差动变压器与受控元件之间的连接的机械故障的系统，其包括：可变差动变压器，所述可变差动变压器包括包封第一线圈的外壳；孔，所述孔在所述外壳中，其中所述孔邻近所述第一线圈；芯，所述芯被设置在所述孔中；轴，所述轴可连接在第一端部处的所述孔与第二端部处的所述受控元件之间；以及偏置元件，所述偏置元件被连接到所述轴，其中，响应于所述轴的断裂，所述偏置元件使所述芯移动到可由所述第一线圈检测的超出范围的位置。2.如权利要求1所述的系统，其中所述芯被设置在所述孔中以使得所述芯在所述孔内滑动，从而使得所述超出范围的位置对应于远离所述受控元件的最大位置。3.如权利要求2所述的系统，其中所述可变差动变压器是线性可变差动变压器。4.如权利要求1所述的系统，其中所述芯被设置在所述孔中以使得所述芯在所述孔内旋转，从而使得所述超出范围的位置对应于所述孔中的所述芯的最大旋转。5.如权利要求4所述的系统，其中所述可变差动变压器是旋转可变差动变压器。6.如权利要求1所述的系统，其还包括在所述第一线圈附近设置的第二线圈和第三线圈。7.如权利要求6所述的系统，其中所述超出范围的位置可由所述第二线圈或所述第三线圈中的至少一个来检测。8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一线圈包括用于传导电流的导线线圈。9.如权利要求1所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·史密斯，
申请(专利权)人：庞巴迪公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA