[发明专利]位移传感器断线检测装置

说明书

技术领域

本申请涉及位移传感器技术领域，特别是涉及一种位移传感器的断线检测装置。

背景技术

LVDT(Liner Variable Differen tial Transformer，线位移差分传感器)在工业控制系统中主要用于测量直线上的位置信号。

LVDT包括铁芯、一个初级线圈、两个次级线圈，分别为第一次级线圈和第二次级线圈，当铁芯在线圈内部上下移动并偏离中心位置时，两个次级线圈产生的感应电动势不相等，此时，LVDT输出端的输出电压是两个次级线圈的电压之差，所述输出电压的大小与铁芯的位移量成线性关系。LVDT的线圈断线时，输出电压为0V，与铁芯在中心位置时的输出电压相等，因此，在LVDT输出电压为0V时，不能区分是LVDT断线还是铁芯处于中心位置。

目前，有两种方法检测LVDT是否断线，一是：使用一对冗余的LVDT传感器及调理电路，根据两个调理电路产生的电压采样值相互比较，并结合一定的算法来区分铁芯位于中心位置还是LVDT断线，但该方法需要使用一对冗余的LVDT调理电路，实施复杂、成本较高，并且存在一定的误判率；另一种是：分别采集两个次级线圈的电压信号从硬件上来判断LVDT是否处于正常工作状态，该方法实现电路复杂，且断线显示不够直观。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种位移传感器断线检测装置，以实现以简单的电路检测LVDT是否出现断线，且能够直观的实现断线状态，技术方案如下：

一种位移传感器断线检测装置，包括：

与初级线圈相连的激励源，与第一次级线圈相连的第一测试电压源，与第二次级线圈相连的第二测试电压源；

与所述第一次级线圈相连的第一阻抗变换电路，与所述第二次级线圈相连的第二阻抗变换电路；

第一输入端与所述第一阻抗变换电路相连，第二输入端与所述第二阻抗变换电路相连的加法器，用于将所述第一次级线圈的输出电压及所述第二次级线圈的输出电压进行叠加；

与所述加法器的输出端相连的直流分量调理电路，用于提取所述加法器输出的电压信号中的直流分量信号；

与所述加法器的输出端相连的交流分量调理电路，用于提取所述加法器输出的电压信号中的交流分量信号；

与所述直流分量调理电路相连的第一比较电路，用于将所述直流分量信号与第一预设电压进行比较，得到第一比较结果；

与所述交流分量调理电路相连的第二比较电路，用于将所述交流分量信号与第二预设电压进行比较，得到第二比较结果；

与所述第一比较电路和所述第二比较电路相连的逻辑判断电路，用于接收到直流分量信号高于所述第一预设电压的第一比较结果和/或接收到交流分量信号低于所述第二预设电压的第二比较结果时，判断出该位移传感器断线故障，并输出对应的数字量信息。

优选的，所述直流分量调理电路包括：滤波电路，用于滤除所述加法器输出的电压信号中的交流信号。

优选的，所述直流分量调理电路还包括：电压转换电路，用于将所述滤波电路输出的电压信号转换为后级的第一比较电路的适用电压范围内。

优选的，所述交流分量调理电路包括：整流电路和滤波电路，其中：

所述整流电路用于将所述加法器输出的电压信号进行整流；

所述滤波电路用于将所述整流电路的输出信号进行滤波。

优选的，所述第一比较电路为反相电压比较器，该电压比较器的反相输入端连接所述直流分量调理电路的输出端，同相输入端输入有第一预设电压，输出端连接所述逻辑判断电路。

优选的，所述第二比较电路为同相电压比较器，该电压比较器的反相输入端输入有所述第二预设电压，同相输入端连接所述交流分量调理电路的输出端，输出端连接所述逻辑判断电路。

优选的，所述逻辑判断电路为逻辑与运算电路，该逻辑与运算电路的第一输入端连接所述第一比较电路，第二输入端连接所述第二比较电路。

优选的，所述第一比较电路为同相电压比较器，该电压比较器的同相输入端连接所述直流分量调理电路的输出端，反相输入端输入有第一预设电压，输出端连接所述逻辑判断电路。

优选的，所述第二比较电路为反相电压比较器，该电压比较器的同相输入端输入有所述第二预设电压，反相输入端连接所述交流分量调理电路的输出端，输出端连接所述逻辑判断电路。

优选的，所述逻辑判断电路为逻辑或运算电路，该逻辑或运算电路的第一输入端连接所述第一比较电路，第二输入端连接所述第二比较电路。