本发明专利技术涉及用于利用DC偏置电流的连接故障自监测的系统、方法和设备。本发明专利技术的某些实施例可包括用于利用DC偏置电流的连接故障自监测的系统、方法和设备。根据本发明专利技术的示例实施例，提供方法以用于获得测量并且检测与电压模式传感器关联的连接性故障。该方法可以包括将DC偏置电流(322)耦合进入电路(240)。该电路包括电压模式传感器(202)，并且该电压模式传感器(202)可以输出时变信号(323)。该方法还可以包括设置该DC偏置电流(322)的标称水平，监测与该DC偏置电流(322)关联的电压(324)，以及至少部分基于监测该电压(324)确定电路连接性状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体上涉及连接故障监测，并且具体地涉及利用DC电流的连接故障自监测。
技术介绍
传感器系统常常需要多个连接器和长电缆线路来从传感器元件传送信号到位于远处的接收器和处理器。当连接器故障或当电缆产生导线断开状况，错误信号可传播而未被注意到并且可导致例如不安全的状况，或者正被监测的机器可不正确地运转直到操作员注意到该问题并且修复连接。在某些传感器中，特别地在基于线性可变差动变压器(LVDT) 传感器中，远程产生的激励信号可以由例如屏蔽双绞线激励电缆提供给传感器元件。通过 LVDT传感器耦合的作为传感器位置的函数的激励信号的振幅例如然后可经由单独的回流屏蔽双绞线传送回到远程接收器。存在某些断路连接场景，其中激励信号可经由屏蔽或接地路径从激励源耦合于接收器而没有从实际传感器换能。在这样的场景中，接收的激励信号可以表现为有效信号，并且可极难诊断和校正。
技术实现思路
上文的需求中的一些或全部可由本专利技术的某些实施例解决。本专利技术的某些实施例可包括用于利用DC偏置电流(biasing current)的连接故障自监测的系统、方法和设备。根据本专利技术的示例实施例，提供方法用于获得测量并且检测与电压模式传感器关联的连接性故障。该方法可以包括将DC偏置电流耦合进入电路。该电路可以包括电压模式传感器，并且该电压模式传感器可以输出时变信号。该方法还可以包括设置该DC偏置电流的标称水平，监测与该DC偏置电流关联的电压，以及至少部分基于监测该电压确定电路连接性状态。根据另一个示例实施例，提供系统用于获得测量并且检测连接性故障。该系统包括用于产生时变信号的电压模式传感器、差动放大器、可操作成在该电压模式传感器和该差动放大器之间传送信号的至少一个传送电缆，以及可操作用于提供DC偏置电流给包括该电压模式传感器和该至少一个传送电缆的电路的至少一个源。该系统还包括至少一个处理器，其与该差动放大器通信并且配置用于至少部分基于监测与该偏置电流关联的电压确定该电路的连接性。根据另一个示例实施例，提供设备用于获得测量并且检测连接性故障。该设备包括与电压模式传感器通信的差动放大器、可操作用于提供DC偏置电流给该电压模式传感器的至少一个源，以及用于将该DC偏置电流从该至少一个源耦合于该电压模式传感器的一个或多个电阻器。本专利技术的其他实施例和方面在本文中详细描述并且认为是所要保护的专利技术的一部分。其他实施例和方面可以参照下列详细说明、附图和权利要求理解。附图说明现在将参照附表和图，其不必须按比例绘制，并且其中图1是根据本专利技术的示例实施例的说明性位置感测系统的框图。图2是具有通过接地或屏蔽完成的激励信号路径的常规LVDT电路的电路图。图3是根据本专利技术的示例实施例的利用DC偏置电流的说明性自监测电路的框图。图4是根据本专利技术的示例实施例的示例方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的实施例将在下文参照其中示出本专利技术的实施例的附图更充分地描述。然而，本专利技术可采用许多不同的形式体现并且不应该解释为限制于本文阐述的实施例；相反， 提供这些实施例使得本公开将是全面和完整的，并且将充分地传达本专利技术的范围给本领域内技术人员。相似的号码始终指相似的元件。本专利技术的某些实施例可实现与传感器系统关联的电路连接性问题的自监测。根据某些示例实施例，小偏置电流可注入电压模式传感器的电路路径使得该偏置电流流过所有串联连接、电缆和传感器。由于电压模式传感器的小电阻，当传感器和电缆电连接时该偏置电流可产生传感器两端的小压降，但该小压降可能不足以损害传感器信号源。根据本专利技术的示例实施例，传感器、电缆和/或连接器两端的压降在开路状况中可增加到更高的值。根据示例实施例，可在接收器监测压降以确定系统的连接性。根据示例实施例，系统监测可检测范围外的输入值并且引起待宣称的指示无效输入状况的警报或状态信号。可按照该信号行动以减轻该状况的影响和/或可存储该信号以用于稍后在系统诊断期间访问。根据本专利技术的示例实施例，传感器系统可提供以测量一个或多个物理现象，例如位置、压力、温度、加速度、水平、电流、电压等。在示例实施例中，信号可认为是有效的，只要它们保持在它们的预期操作范围内即可。例如连接断开故障(open connection fault)可引起信号接收器产生在某个范围内的无效电压信号，并且可引起不当的、自毁或甚至不安全的系统行为。根据示例实施例，警报或健康状态信号可以在范围外的事件中触发以避免有害反应并且提供修复的诊断指导。在这样的具有冗余传感器输入的示例系统中，了解特定信号源出错可允许系统隔离该出错信号源直到它被修复为止，并且与剩下的有效输入正常反应，由此增加系统可用性。在本专利技术的某些示例实施例中，传感器和检测器电路的正常操作范围可设置成补偿由偏置电流产生的小偏压，并且可允许对传感器输出和它的对连线、连接、电缆和其他连接性部件的激励两者上的断开的和短路的输入连线两者的检测。现在将根据本专利技术的示例实施例参照附图描述用于提供偏置电流并且监测连接性的各种部件和电路。图1图示根据本专利技术的示例实施例的示例位置感测系统100的框图。在某些示例实施例中，该系统100可以包括激励源和反馈检测器框102，其可包括用于产生激励信号 104的激励源103、用于产生偏置电流的偏置电流电路122和用于从传感器116接收电压模式信号的差动放大器124。在本专利技术的某些实施例中，该传感器116可是电压模式传感器， 例如线性可变差动变压器(LVDT)等。在本专利技术的某些示例实施例中，该激励信号104可经由激励电缆106传送到传感器116。在本专利技术的某些示例实施例中，该激励电缆106、传感器 116和回流电缆120可提供直流信号(由偏置电流电路122产生)的路径以用于监测传感器和关联的电缆与连接的连接性。该激励电缆106例如可包括用于传送激励信号104和偏置电流到传感器116的双绞线导线。在本专利技术的某些示例实施例中，由传感器产生的(或可变直接耦合的)反馈信号118可经由回流电缆120传播回到差动放大器124。在某些示例实施例中，该反馈信号118可包括产生于传感器116两端的压降的直流(DC)电压分量， 以及与激励信号104的缩放形式关联的交流(AC)电压分量。在本专利技术的示例实施例中，回流电缆120可包括用于传送反馈信号118到差动放大器124的双绞线导线。在示例实施例中，由差动放大器产生的信号可传送到处理器1 用于进一步分析、记录或其他参数的控制。根据本专利技术的示例实施例，激励电缆106和/或回流电缆120可包括屏蔽，其可联接到例如接地屏蔽条。在本专利技术的某些实施例中，激励电缆106和回流电缆120的电缆长度110可以具有相当可观的长度(例如，10-100米)使得双绞线到地的电容可为激励信号104的一部分提供非计划的路径以使其在电路开路场景下在差动放大器IM的输入上显现，如现在将参照图2论述的。图2示出LVDT位置传感器系统200的常规电路图以突出当激励信号通过地和屏蔽(经由电缆电容)耦合于接收器的输入时可以发生的问题。该系统200描绘其中AC激励源201在最左边并且接收器框220在最右边的感测系统的形式。在该场景中，屏蔽激励电缆203可供应来自AC激励源201的激励信号给在LVDT传感器202中的绕组。在某些系统中，LVDT传感器202可配本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于获得测量并且检测与电压模式传感器关联的连接性故障的方法，其包括：将ＤＣ偏置电流（３２２）耦合进入包括电压模式传感器（１１６）的电路（３００），其中所述电压模式传感器（１１６）输出时变信号（３２３）；设置所述ＤＣ偏置电流（３２２）的标称水平；监测与所述ＤＣ偏置电流（３２２）关联的电压（３２４）；以及至少部分基于监测所述电压（３２４）确定电路连接性状态。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·卡特，W·D·小布雷克曼，J·R·布思，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US
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