一种区分位移传感器ＬＶＤＴ断线方式的方法技术

本发明专利技术公开了一种区分位移传感器ＬＶＤＴ断线的方法，其特征在于：包括以下步骤：１）对ＬＶＤＴ初级线圈提供一定频率的激励，在ＬＶＤＴ两个次级线圈输出部分分别叠加测试信号；２）ＬＶＤＴ的后级检测电路通过检测两个次级线圈的输出值Ｖａ，Ｖｂ的大小区分出ＬＶＤＴ的工作状态是否正常，并在断线时检测到具体的断线组合方式。本发明专利技术在ＬＶＤＴ的次级线圈输出端直接叠加测试信号，正常状态检测正常输出值；在发生断线时，通过检测两个次级线圈的非正常输出值可得到ＬＶＤＴ断线状态并得到ＬＶＤＴ断线的具体组合方式，断线检测功能全面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业控制系统中一种可区分位移传感器LVDT断线方式的方法，具体 应用于一些可靠性要求较高的工业控制系统位置测量如数字式电气液压控制系统(DEH) 的液位测量中，属于电力系统自动控制

技术介绍
LVDT (Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器縮 写。工作原理简单地说是铁芯可动变压器。它由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈 骨架，外壳等部件组成。当铁芯由中间向两边移动时，次级两个线圈输出电压之差与铁芯移 动成线性关系。LVDT在很多工业控制系统中主要用于测量直线上的位置信号。如在数字式 电气液压控制系统(DEH)中，LVDT是油动机行程的实时反馈系统，伺服放大器通过它的反 馈信号和主控单元的指令进行比较从而调整输出信号，实现对油动机的稳定快速控制。 LVDT的可动元件是一个具透磁性的管状铁芯，此铁芯可以在中空成型的线圈内自 由移动，并和欲测量位置的物体结合在一起。在使用时，将一定频率的周期信号，加在LVDT 初级线圈上，也就是所谓的初级激磁，会在次级形成2组同频率周期波形。LVDT的输出信号 就是两组次级线圈输出信号，这两个信号会随着铁芯在线圈内的位置而改变，且两组信号 之间电压差的改变与铁芯在线圈内的位置成线性关系。因此，通过测量电压差，然后经过一 定的计算就可以获得铁芯的位置。 但是，普通的通过测量LVDT电压差计算铁芯位移的方法并不具备区别断线状态 的功能，在接线故障或LVDT故障时，无法正确及时判别信号故障情况。在一些可靠性要求 较高的应用场合比如DEH系统液位测量等，当信号断线时又无法及时准确判别会造成很大 的故障隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是专利技术一种可区分位移传感器LVDT断线的方法，达到区分LVDT正 常工作与断线状态信号的目的。 为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现 —种区分位移传感器LVDT断线方式的方法，其特征在于包括以下步骤 1)对LVDT初级线圈提供一定频率的激励，在LVDT两个次级线圈输出部分分别叠加测试信号，所述测试信号为以下两种信号之一 a.大于LVDT次级线圈正常输出最大电压； b.小于LVDT次级线圈正常输出最小电压并且不等于0 ; 2)LVDT的后级检测电路通过检测两个次级线圈的输出值Va， Vb的大小区分出 LVDT的工作状态是否正常，并在断线时检测到具体的断线组合方式。 前述的区分位移传感器LVDT断线方式的方法，其特征在于在所述步骤2)中，通 过两个次级线圈的输出值Va， Vb的值判断断线组合的方式包括以下情况 21)当Va = El， Vb = E2时，无断线发生； 22)当Va = El， Vb = Vf时，则L5断线； 23)当Va = Vf， Vb = E2时，则L3断线； 24)当时Va = Vf， Vb = Vf，可能有两种情况a)L3和L5同时断线；b)L4断线； 25)当Va二0，Vb二0时，Ll、L2任意一端或同时发生断线； 26)当Va = 0， Vb = Vf时，LI和L2任意一端或同时发生断线，L5断线； 27)当Va = Vf， Vb = 0时，LI和L2任意一端或同时发生断线，L3断线，其中，El、 E2分别为LVDT次级线圈输出电压；L3、 L4、 L5分别为LVDT次 级线圈三个输出端；L1和L2为LVDT初级线圈的接线端，Vf为测试信号。 正常工作时，LVDT两个次级线圈输出均为正常值，该值介于LVDT正常输出最大值和最小值之间。当LVDT的初级或次级发生断线或故障时，根据不同的断线组合方式，两个次级线圈就会输出相应的零值或叠加信号的非正常值丄VDT的后级检测电路可通过检测两个次级线圈的输出值的大小区分出LVDT的工作状态是否正常，并在断线时检测到具体的断线组合方式。 本专利技术的有益效果1)本专利技术提出一种通过叠加测试信号以区分位移传感器 LVDT断线的硬件实现方法；2)在LVDT的次级线圈输出端直接叠加测试信号，方法简单可 靠；3)在LVDT正常工作时，测试信号不会影响到两个次级线圈的正常输出值，保证输出值 的准确性；4)在发生断线时，通过检测两个次级线圈的非正常输出值可得到LVDT断线的具 体组合方式，断线检测功能全面。附图说明 图1是本专利技术的LVDT测量原理图； 图2是本专利技术的区分LVDT断线的测量电路原理图。具体实施例方式图1说明了 LVDT测量原理。对LVDT初级线圈P提供一定频率的激励信号，当LVDT 铁芯发生移动时，次级两个线圈的输出电压差与铁芯的位移成线性关系。当铁芯处在次级 绕组S1、S2的中间时，E1 二E2，输出电压为0。铁芯向SI方向移动时，E1 〉E2;当铁芯向 S2移动时，E2 > El。因此，可以根据输出电压和铁芯位移的线性关系对输出电压进行采集 和换算从而得到铁芯的位移量。 图2说明了可区分LVDT断线的测量电路原理。OSC为一定频率的激励信号，通过伺服放大器AMP的处理将该信号施加在LVDT的初级线圈上。在LVDT的次级线圈输出端L3和L4上都叠加测试信号Vf，该测试信号的值可为以下两种之一 a)大于LVDT次级线圈正常输出最大电压Emax ; b)小于LVDT次级线圈正常输出最小电压Emin并且不等于0 ;根据LVDT次级线圈工作特性可知，Emax > Emin > 0， Emin < El < Emax， Emin< E2 < Emax。 设次级线圈的输出电压为Va，Vb。 LVDT正常工作时，Va = El，Vb = E2，叠加信号 并不会干扰次级线圈的正常输出。后级检测电路通过测量Va， Vb并根据LVDT的输出电压4与位移的线性关系进行换算后，得到当前的位移量。当LVDT发生断线时，Va， Vb根据断线 状态的不同组合可为不同于El， E2的值。通过检测到的Va， Vb的值可及时发现LVDT断线 故障，并判断出当前出现断线的组合方式。表l说明了不同的断线方式与次级线圈输出值 Va， Vb的对应关系。Ll和L2为LVDT初级线圈的接线端，Ll和L2任一端断线后Va， Vb的 输出值相同，因此L1，L2断线合为同一种情况考虑。L4为LVDT次级线圈共地的接线端，L4 断线后Va，Vb的输出值与两个次级线圈另外一个输出端L3，L5同时断线的值相同，合为同 一种情况考虑。表1为LVDT断线组合对应输出表(0为正常，1为断线) 表1 <table>table see original document page 5</column></row><table> 注L4，即接地线断线时，相当于L3，L5同时断线。 因此，通过Va， Vb的值判断断线组合的方式可有以下几种情况 1)当Va = El， Vb = E2时，无断线发生。当Va， Vb都处于LVDT正常输出范围内时，说明LVDT的各个接线端接线正常，无断线发生，LVDT工作正常。 2)当Va = El， Vb = Vf时，则L5断线。此时，Va处于LVDT正常输出范围，L5已 断线，输出为叠加在该端上的测试信号Vf。 3)当Va本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区分位移传感器ＬＶＤＴ断线方式的方法，其特征在于：包括以下步骤：１）对ＬＶＤＴ初级线圈提供一定频率的激励，在ＬＶＤＴ两个次级线圈输出部分分别叠加测试信号，所述测试信号为以下两种信号之一：ａ．大于ＬＶＤＴ次级线圈正常输出最大电压；ｂ．小于ＬＶＤＴ次级线圈正常输出最小电压并且不等于０；２）ＬＶＤＴ的后级检测电路通过检测两个次级线圈的输出值Ｖａ，Ｖｂ的大小区分出ＬＶＤＴ的工作状态是否正常，并在断线时检测到具体的断线组合方式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹麟，
申请(专利权)人：国电南京自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]