多通道接近传感器数字解算模块制造技术

本实用新型专利技术公开的一种多通道接近传感器数字解算模块，旨在解决多通道状态下接近传感器数字解算时间较长的问题。本实用新型专利技术通过下述技术方案实现：在解算多通道接近传感器对应电感值中，每路信号调理电路接收来自对应连接的接近传感器信号，并经过滤波及放大处理成数字信号状态；接近传感器产生的交流响应信号通过切换多路开关，把不同通道的传感器信号送入到A/D采样电路，通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，对多路开关送来的模拟信号进行数字化处理，A/D转换电路输出交流信号对应的二进制数值；CPU电路接收A/D转换电路送来的二进制数值，对多点采样值进行快速傅里叶变换FFT计算出对应的电感值。

Multi channel approach sensor digital solution module

【技术实现步骤摘要】
多通道接近传感器数字解算模块
本技术涉及一种可以应用到航空机载设备上的多通道接近传感器数字解算模块。技术背景感应传感是一种无接触测量技术，可用于精确测量金属或导电目标的位置、运动或成分，也可用于检测弹簧的压缩、拉伸或扭曲。电感式接近传感器是一种用来测量物体间相对位置关系的传感器，在航空领域广泛应用在飞机起落架、舱门等位置，测量起落架位置、舱门关闭状态等信息。其基本原理是利用传感器本身与目标间位置的变化而导致感应电感值的变化，该电感值引入后端信号处理电路即可进行测量处理。在现有航空设备中，对接近传感器的信号处理有模拟电路处理和数字解算两种方式。由于模拟信号相对于数字信号而言，处理起来更加的复杂，而且抗干扰能力相对于数字信号而言，也比较弱。虽然模拟电路处理方式电路结构简单，处理速度快，但是无数字化接口，设备复杂，体型较大，成本较高，不满足当今航空设备数字化的需求，因此逐渐被淘汰。数字解算方式在现有航空设备中已有应用，但是由于现在大型飞机安装的接近传感器数量多，并且飞机对传感器信息的实时性要求高，现有运营飞机上使用的对接近传感器的数字解算设备都是以单通道解算为主，以对单个传感器进行数字解算的方式保证传感器信息的实时性，对多通道状态下接近传感器数字解算时间较长。数字位移传感器在数据采集的过程中，其采集的数据仅仅定性的反映了位移的改变情况，如果需要数字位移传感器很好的适应于系统，还需要多编码后的数据进行处理。处理的方法包括滤波，标度变换以及数据拟合。在实际的测试过程当中，由于传感器在应用当中会出现抖动的现象，导致最终结果出现偏差。这些干扰主要表现在编码的数据存在误差，是无法通过对电信号的滤波来实现消除的，只能通过特定的数字滤波器结构来进行消除或者减小。从国内了解，还未有集成的多通道接近传感器数字解算设备应用于航空器上。
技术实现思路
本技术目的是针对基于满足航空领域对传感器信息实时性需求，解决多通道状态下接近传感器数字解算时间较长的问题而提出的多通道接近传感器数字解算模块。本技术的上述目的可以通过以下措施来达到，一种多通道接近传感器数字解算模块，包括：连接n路接近传感器的信号调理电路、连接信号调理电路输出端的通道切换及控制电路，CPU电路、监控电路和电源电路，其特征在于：CPU电路至少内置有程序存储器、数据存储器、总线接口、I/O接口、A/D数据总线、时钟、复位、4路sin，pwm1、1路422总线、输出多路开关的控制信号和1片AD7656芯片的控制信号的数字信号处理器DSP；每路信号调理电路接收来自对应连接的接近传感器信号，并经过滤波及放大处理成可以进行数字化处理的信号状态，将接近传感器产生的交流信号送入多路开关；在通道切换的控制上，采用切换控制与激励信号联动的同步控制机制，通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，通过切换多路开关，把不同通道的传感器信号送入到A/D采样电路，对多路开关送来的模拟信号进行数字化处理，A/D转换输出该信号对应的二进制数值，CPU电路接收A/D转换电路送来的二进制数值，通过快速FFT变换数值计算，多通道集中解算出接近传感器对应的电感值。本技术具有如下有益效果。本技术采用连接n路接近传感器的信号调理电路、连接信号调理电路输出端的通道切换及控制电路，CPU电路、监控电路和电源电路，对多路电感式接近传感器信号进行调理、信号采集、数字化处理及相应电感值计算，完成对多路接近传感器信号进行快速处理、解算工作，数字解算接近传感器对应的电感值的方式，解决了模拟式解算电路易受到干扰、精度不高、无数字化接口等缺陷，提高了设备的技术水平。能够达到满足航空设备对传感器信息高精度、实时性要求的目的。信号调理电路、通道切换及控制电路、A/D采样电路，CPU电路、监控电路、电源电路这几部分组成的功能电路，功能电路之间可以根据实际使用环境的不同进行不同的构置，可以放置到不同的电路上，保证相互间有正确的信号连接。本技术在通道切换的控制上，采用切换控制与激励信号联动的同步控制机制A/D转换输出该信号对应的二进制数值，CPU电路接收A/D转换电路送来的二进制数值，通过快速FFT变换数值计算，多通道集中解算出接近传感器对应的电感值，这种采用多通道集中解算方式，在一个电路板上实现了在40ms内完成对16路传感器的解算，并可以扩展到32路通道，提高了设备的集成度，相比现有的单通道式数字解算设备，在超过8路传感器的使用需求时，可以减轻重量，减小体积，降低设备成本。附图说明图1是本技术多通道接近传感器数字解算模块的电路原理框图；图2是图1传感器信号调理电路原理框图；图3是图1通道切换及A/D转换电路原理框图；图4是图1CPU电路原理框图；图5是图1电源电路原理框图。具体实施方式参阅图1。在以下描述的优选的实施例中，本方案中多通道接近传感器数字解算模块所有功能电路放置在一个电路板上。所述多通道接近传感器数字解算模块，主要包括：连接n路接近传感器的信号调理电路、连接信号调理电路输出端的通道切换及控制电路，CPU电路、监控电路和电源电路，其中：CPU电路至少内置有程序存储器、数据存储器、总线接口、I/O接口、A/D数据总线、时钟、复位、4路sin，pwm1、1路422总线、输出多路开关的控制信号和1片AD7656芯片的控制信号的数字信号处理器DSP；每路信号调理电路接收来自对应连接的接近传感器信号，并经过滤波及放大处理成可以进行数字化处理的信号状态，将接近传感器产生的交流响应信号送入多路开关；在通道切换的控制上，采用切换控制与激励信号联动的同步控制机制，通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，通过切换多路开关，把不同通道的传感器信号送入到A/D采样电路，对多路开关送来的模拟信号进行数字化处理，A/D转换输出该信号对应的二进制数值，CPU电路接收A/D转换电路送来的二进制数值，通过快速FFT变换数值计算，多通道集中解算出接近传感器对应的电感值，同时，所有的计算及控制逻辑由驻留在数字信号处理器DSP的软件运行执行，由于接近传感器送来的是1Khz交流信号，因此A/D转换电路采用快速采样方式，在1ms内完成64次采样及转换。CPU电路采用数字信号处理器DSP28335作为处理器，接收A/D转换电路送来的二进制数值，通过快速FFT变换等数值计算，计算出传感器对应的电感值。同时，硬件的控制及调度也由数字信号处理器DSP执行。所有的计算及控制逻辑由驻留在DSP处理器中的软件运行执行。电源电路用于把外部输入的28V直流电源转换成本解算模块电路工作所需的各种二次电源，如+5V、±15V、3.3V、1.9V等。监控电路实际上是另一套上述的A/D采样和DSP电路，该电路也同时执行上述工作。参阅图2。信号调理电路包括：连接接近传感器的精密电阻，并联所述精密电阻的跟随器，通过精密电阻和跟随器并联接点连线与精密电阻输入端连线并联的第一数选器MUX(二选一)及其该第一数选器MUX串联的第一滤波器，以及精密电阻和跟随器并联接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道接近传感器数字解算模块，包括：连接n路接近传感器的信号调理电路、连接信号调理电路输出端的通道切换及控制电路，CPU电路、监控电路和电源电路，其特征在于：CPU电路至少内置有程序存储器、数据存储器、总线接口、I/O接口、A/D数据总线、时钟、复位、4路sin，pwm1、1路422总线、输出多路开关的控制信号和1片AD7656芯片的控制信号的数字信号处理器DSP；每路信号调理电路接收来自对应连接的接近传感器信号，并经过滤波及放大处理成可以进行数字化处理的信号状态，将接近传感器产生的交流信号送入多路开关；通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，通过切换多路开关，把不同通道的传感器信号送入到A/D采样电路，在通道切换的控制上，通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，采用切换控制与激励信号联动的同步控制机制；对多路开关送来的模拟信号进行数字化处理，A/D转换电路输出交流信号对应的二进制数值；CPU电路接收A/D转换电路送来的二进制数值，对多点采样值进行快速傅里叶变换FFT计算出对应的电感值。/n

【技术特征摘要】
1.一种多通道接近传感器数字解算模块，包括：连接n路接近传感器的信号调理电路、连接信号调理电路输出端的通道切换及控制电路，CPU电路、监控电路和电源电路，其特征在于：CPU电路至少内置有程序存储器、数据存储器、总线接口、I/O接口、A/D数据总线、时钟、复位、4路sin，pwm1、1路422总线、输出多路开关的控制信号和1片AD7656芯片的控制信号的数字信号处理器DSP；每路信号调理电路接收来自对应连接的接近传感器信号，并经过滤波及放大处理成可以进行数字化处理的信号状态，将接近传感器产生的交流信号送入多路开关；通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，通过切换多路开关，把不同通道的传感器信号送入到A/D采样电路，在通道切换的控制上，通道切换及控制电路在CPU的控制时序下，采用切换控制与激励信号联动的同步控制机制；对多路开关送来的模拟信号进行数字化处理，A/D转换电路输出交流信号对应的二进制数值；CPU电路接收A/D转换电路送来的二进制数值，对多点采样值进行快速傅里叶变换FFT计算出对应的电感值。


2.如权利要求1所述的多通道接近传感器数字解算模块，其特征在于：A/D转换电路采用快速采样方式，在1ms内完成64次采样及转换。


3.如权利要求1所述的多通道接近传感器数字解算模块，其特征在于：CPU电路采用数字信号处理器DSP28335作为处理器，接收A/D转换电路送来的二进制数值，通过快速FFT变换等数值计算，计算出传感器对应的电感值。


4.如权利要求1所述的多通道接近传感器数字解算模块，其特征在于：硬件的控制及调度由数字信号处理器DSP执行，并且所有的计算及控制逻辑由驻留在DSP处理器中的软件运行执行。


5.如权利要求1所述的多通道接近传感器数字解算模块，其特征在于：信号调理电路包括：连接接近...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兴雷，张竹，陈虹屹，方晟譞，赵静，周小社，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51