一种航空发动机转速测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种航空发动机转速测量方法，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；在所述航空发动机周侧设置至少一对测量平面垂直于磁场方向且相互之间反向对称布置的霍尔传感器，利用所述霍尔传感器对采集一对幅值相同但相位相反的差分转速信号，通过对所述差分转速信号进行处理得到航空发动机转速。本发明专利技术还公开了一种航空发动机转速测量装置。相比现有技术，本发明专利技术可最大程度地避免各类信号干扰问题，并且易于实现转速传感器的自诊断功能。的自诊断功能。的自诊断功能。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机转速测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种航空发动机转速测量方法。

技术介绍

[0002]在航空发动机控制中，发动机转速是一个非常重要的被控量，发动机状态的控制体现在对转速的控制，同时转速也是评价发动机性能的一个重要参数。因此，转速测量的准确性及稳定性，直接影响到发动机的控制状态。
[0003]航空发动机中一般采用的转速传感器有：霍尔传感器、磁电式转速传感器、光电式转速传感器和测速电机传感器。目前大多数航空发动机采用霍尔传感器进行转速测量，但因其所产生的转速信号会受到外界噪音的干扰，因此往往采用差分霍尔传感器。现有的差分霍尔传感器，在采集磁场信号时，依旧采用单路霍尔传感器进行采集工作，其差分信号是由内部的差分输出模块将所采集的单路转速信号进行差分后输出，传统差分霍尔传感器可一定程度上避免信号传输中所受到的信号干扰问题，但依旧没有从信号源的角度解决复杂环境下噪声干扰的问题；此外，传统差分霍尔传感器由于其信号产生方式的限制，在传感器自诊断方面较难实现。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种航空发动机转速测量方法，可最大程度地避免各类信号干扰问题，并且易于实现转速传感器的自诊断功能。
[0005]本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
[0006]一种航空发动机转速测量方法，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；在所述航空发动机周侧设置至少一对测量平面垂直于磁场方向且相互之间反向对称布置的霍尔传感器，利用所述霍尔传感器对采集一对幅值相同但相位相反的差分转速信号，通过对所述差分转速信号进行处理得到航空发动机转速。
[0007]进一步地，所述测量方法还包括：通过对所述一对差分转速信号的信号特征进行比较，判断所述霍尔传感器自身是否出现故障以及两个霍尔传感器之间的安装位置是否出现偏差。
[0008]优选地，所述信号特征包括幅值和/或相位。
[0009]基于同一专利技术构思还可以得到以下技术方案：
[0010]一种航空发动机转速测量装置，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；所述航空发动机转速测量装置包括：
[0011]转速传感器，包括设置于所述航空发动机周侧的至少一对测量平面垂直于磁场方向且相互之间反向对称布置的霍尔传感器，用于采集一对幅值相同但相位相反的差分转速信号；
[0012]信号处理电路，用于通过对所述差分转速信号进行处理得到航空发动机转速。
[0013]进一步地，该装置还包括：
[0014]故障自诊断电路，用于通过对所述一对差分转速信号的信号特征进行比较，判断所述霍尔传感器自身是否出现故障以及两个霍尔传感器之间的安装位置是否出现偏差。
[0015]优选地，所述信号特征包括幅值和/或相位。
[0016]优选地，所述信号处理电路包括依次连接的差分滤波器、差分放大电路、滞回比较电路。
[0017]优选地，所述信号处理电路布设于一块电路板上，所述一对霍尔传感器反向对称地安装于该电路板同一位置的正、反面。
[0018]相比现有技术，本专利技术技术方案具有以下有益效果：
[0019]本专利技术通过反向对称布置的一对霍尔传感器来直接采集差分转速信号，从信号源头来解决航空发动机转速信号尤其是在低转速情况下易受到环境噪声干扰的问题，相比传统差分霍尔传感器的传感精度更好，所需信号处理电路更为简单；
[0020]本专利技术由于采集了两路幅值相同但相位相反的差分转速信号，因此可很容易地通过对两路信号的信号特征进行比较来实现传感器的故障自诊断功能，从而在不增加设计复杂度和传感器复杂度的基础上，提高转速信号的抗干扰性、稳定性和故障自诊断性，使得航空发动机控制的鲁棒性和稳定性进一步提高。
附图说明
[0021]图1为本专利技术航空发动机转速测量装置的转速传感器安装结构示意图；
[0022]图2为本专利技术航空发动机转速测量装置的一种优选布局结构示意图；
[0023]图3为本专利技术航空发动机转速测量装置的电路原理框图；
[0024]图4为本专利技术航空发动机转速测量装置的一种优选电路结构示意图；
[0025]图5为本专利技术航空发动机转速测量装置与传统航空发动机转速测量装置的对比示意图。
具体实施方式
[0026]航空发动机工作环境恶劣，如高温、振动、复杂电磁环境等，这些问题都会给航空发动机转速测量带来影响，而对于转速信号这种幅值较弱的信号来说，这些外界噪声干扰都会直接叠加在原有的信号上，使得原始信号被淹没在噪声信号中；而这些外界噪声信号往往都以差模信号的形式存在，通过产生一个差分转速信号来抑制这种差模噪声就显得很有必要；而传统利用单个霍尔传感器或者差分霍尔传感器进行转速采集时，产生的转速信号幅值较小且易受到环境噪声的干扰，经过层层放大和滞回比较后，干扰信号对正常转速信号的影响也愈发严重，对航空发动机的控制产生了不可估量的影响，并且传统差分霍尔传感器由于信号采集方式的限制，其传感器的故障自诊断较难实现。
[0027]为解决上述技术问题，本专利技术的思路是从信号产生的源头考虑，通过反向对称布置的一对霍尔传感器来直接采集差分转速信号，在外界的噪声干扰和电路板内部的电源干扰时，因其为差分信号的特点，两路信号会同时受到或叠加同一干扰信号，通过差分信号处理可有效抑制这种传统差分霍尔传感器不可避免的噪音干扰问题；此外，由于采集了两路
幅值相同但相位相反的差分转速信号，因此可很容易地通过对两路信号的信号特征进行比较来实现传感器的故障自诊断功能。
[0028]本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
[0029]一种航空发动机转速测量方法，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；在所述航空发动机周侧设置至少一对测量平面垂直于磁场方向且相互之间反向对称布置的霍尔传感器，利用所述霍尔传感器对采集一对幅值相同但相位相反的差分转速信号，通过对所述差分转速信号进行处理得到航空发动机转速。
[0030]进一步地，所述测量方法还包括：通过对所述一对差分转速信号的信号特征进行比较，判断所述霍尔传感器自身是否出现故障以及两个霍尔传感器之间的安装位置是否出现偏差。
[0031]优选地，所述信号特征包括幅值和/或相位。
[0032]基于同一专利技术构思还可以得到以下技术方案：
[0033]一种航空发动机转速测量装置，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；所述航空发动机转速测量装置包括：
[0034]转速传感器，包括设置于所述航空发动机周侧的至少一对测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机转速测量方法，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；其特征在于，在所述航空发动机周侧设置至少一对测量平面垂直于磁场方向且相互之间反向对称布置的霍尔传感器，利用所述霍尔传感器对采集一对幅值相同但相位相反的差分转速信号，通过对所述差分转速信号进行处理得到航空发动机转速。2.如权利要求1所述航空发动机转速测量方法，其特征在于，还包括：通过对所述一对差分转速信号的信号特征进行比较，判断所述霍尔传感器自身是否出现故障以及两个霍尔传感器之间的安装位置是否出现偏差。3.如权利要求2所述航空发动机转速测量方法，其特征在于，所述信号特征包括幅值和/或相位。4.一种航空发动机转速测量装置，所述航空发动机转轴上设置有一磁性部件，用于产生磁场方向垂直于航空发动机转轴轴向且磁场分布随航空发动机转轴的旋转呈周期性变化的磁场；其特征在于，所述航空发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛汉霖，王喆，顾至诚，赵岩，刘通，张杰，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：