[发明专利]一种位移传感器故障信号在线检测电路及方法

说明书

本发明公开一种位移传感器故障信号在线检测电路及方法，通过设置采样电路、调理电路、参考电平生成电路和微处理器，可实时自动检测LVDT故障情况，并上报微处理器，具有检测快速、可靠性高、实用性强的特点。

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，特别涉及一种位移传感器故障信号在线检测电路及方法。

背景技术

LVDT是一种常见类型的线位移传感器。由于LVDT式位移传感器精度高、动态特性好、工作可靠、使用方便，可广泛应用于航天航空、机械、化工以及科研院校等国民经济各行业，用来测量伸长、振动等。

目前对LVDT的故障判断有一些方式，包括检测线圈的激励电压、次级线圈的电压、频率以及线圈通道电路的相位、幅值等。虽然可以较详细反应出位移传感器的短路、断路、通道电路等具体故障状况，但由于检测参数较多，自然电路结构相对复杂，成本上升，可靠性相对较低。而在许多具体使用现场，并不关心LVDT或通道电路的具体故障，只需判断其故障后实时进行提示通知系统即可。所以简单快速的进行故障检测提示，使现场系统做出快速响应有相当的实际意义。

发明内容

提供了本发明以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种位移传感器故障信号在线检测电路及方法，鉴于现在故障检测系统的复杂度高、可靠性较低等缺陷，可实时自动检测LVDT故障情况，并上报微处理器，具有结构简单、实时检测、可靠性高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

根据本发明的第一技术方案，提供一种位移传感器故障信号在线检测电路，包括：采样电路、调理电路、参考电平生成电路、比较器电路、接口电平转换电路和微处理器；其中，位移传感器的次级线圈的三条引线第三引线、第四引线和第五引线作为电路的输入；所述第四引线与地连接；所述第三引线与第五引线与采样电路连接；所述采样电路的输出端连接所述调理电路的输入端；所述调理电路的输出端连接所述比较器电路的第一输入端；所述参考电平生成电路的输出端连接所述比较器电路的第二输入端；所述比较器电路的输出端连接所述接口电平转换电路的输入端；所述接口电平转换电路的输出端连接所述微处理器的输入端。

进一步地，所述采样电路包括第一电阻、第二电阻，所述第一电阻、第二电阻的第二引脚均与地连接；第一电阻的第三引脚与第三电阻的第一引脚连接；第二电阻的第三引脚与第四电阻的第一引脚连接。

进一步地，所述调理电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、放大器A、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管；所述第三电阻、第四电阻均与放大器A的反相输入引脚连接，并同时连接所述第五电阻的一端与所述第一二极管的正极；放大器A的同相输入引脚连接地；所述放大器A的引脚4连接电源-12V，并同时连接第二电容的一端；所述放大器A的引脚8连接电源+12V，并同时连接第一电容的一端；所述第一电容与第二电容的另一端都与地连接；所述放大器A的输出引脚1连接第一二极管的负极与第二二极管的正极；所述第二二极管的负极与第五电阻相连，并同时连接第三电容的一端与比较器电路中放大器B的反相输入引脚，所述第三电容的另一端与地连接。

进一步地，所述参考电平生成电路包括第六电阻、第七电阻、数字电位计；所述第六电阻、第七电阻的一端都与+5V电源相连；所述第六电阻的另一端与数字电位计的引脚4相连，所述第七电阻的另一端与数字电位计的引脚3相连；所述数字电位计的引脚1、引脚6均与+5V电源相连，所述数字电位计的引脚2与地连接，所述数字电位计的引脚5与比较器电路中第八电阻的一端连接。

进一步地，所述比较器电路包括放大器B与第八电阻；所述放大器B与所述调理电路中的放大器A都为同一个放大器中的两个并列放大单元；所述第八电阻跨接在放大器B的输入与输出侧；所述放大器B的同相输入引脚5连接所述第八电阻的一端，并同时连接所述数字电位计的引脚5；所述放大器B的反相输入引脚6连接所述调理电路的第五电阻的一端；所述放大器B的输出引脚7连接第八电阻的另一端。