專利名稱：一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置及軟解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置及軟解調(diào)方法。
背景技術(shù)：
線性可變差動(dòng)變壓器(以下簡(jiǎn)稱LVDT)，是檢測(cè)位移的傳感器，在實(shí)際中可用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴管液壓作動(dòng)筒的行程，其工作原理是變壓器的鐵心可以伸縮，與作動(dòng)筒作適當(dāng)?shù)臋C(jī)械連接就可以測(cè)量作動(dòng)筒的行程，它的輸出信號(hào)為兩組同頻率、幅值變化相反的交流信號(hào)，用來(lái)表示動(dòng)作的行程和方向，但這種信號(hào)需要解調(diào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)才能被后面的數(shù)據(jù)采集電路或數(shù)字儀表使用。LVDT的解調(diào)通常采用專用電路，如基于AD598芯片的LVDT信號(hào)解調(diào)裝置，但一臺(tái)解調(diào)裝置只能適用于一種參數(shù)的LVDT，發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴管正處于研制階段，因LVDT選型時(shí)，參數(shù)發(fā)生變化，使得試驗(yàn)用控制器需要經(jīng)常改造以適應(yīng)其變化， 需要不斷增加后續(xù)維護(hù)費(fèi)用，并且影響試驗(yàn)進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提出一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置及軟解調(diào)方法，以實(shí)現(xiàn)柔性控制、節(jié)約成本和節(jié)省制造解調(diào)裝置時(shí)間的目的。一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置，該裝置包括計(jì)算機(jī)為產(chǎn)生激磁電壓信號(hào)并計(jì)算被測(cè)裝置行程的裝置；在所述計(jì)算機(jī)的內(nèi)部，還設(shè)置有正弦波發(fā)生器用于產(chǎn)生線性可變差動(dòng)變壓器LVDT所需的激磁電壓信號(hào)；行程計(jì)算器用于將線性可變差動(dòng)變壓器LVDT輸出的正弦電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成行程；模擬量輸出采集卡用于為線性可變差動(dòng)變壓器LVDT提供所需激磁電壓信號(hào)的裝置；正弦波功率放大器為將模擬量輸出采集卡輸出的激磁電壓信號(hào)進(jìn)行放大的裝置；線性可變差動(dòng)變壓器LVDT :為在鐵芯跟隨被測(cè)裝置進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生正弦電壓信號(hào)的裝置；模擬量輸入采集卡用于采集線性可變差動(dòng)變壓器LVDT輸出的正弦電壓信號(hào)的
>J-U ρ α裝直。所述的線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的鐵芯連接被檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)被測(cè)裝置的行程。采用線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置進(jìn)行軟解調(diào)的方法，包括以下步驟步驟I、參數(shù)初始化；初始化參數(shù)包括線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的激磁電壓、激磁頻率、線性可變差動(dòng)變壓器LVDT極限量程和線性可變差動(dòng)變壓器LVDT極限量程對(duì)應(yīng)的輸出電壓；
步驟2、設(shè)置計(jì)算機(jī)內(nèi)的正弦波發(fā)生器產(chǎn)生正弦波電壓信號(hào)，正弦波電壓信號(hào)經(jīng)模擬量輸出采集卡輸出；步驟3、正弦波功率放大器將步驟2輸出的正弦波電壓信號(hào)放大后發(fā)送至線性可變差動(dòng)變壓器LVDT，即在線性可變差動(dòng)變壓器LVDT上施加激磁電壓；步驟4、線性可變差動(dòng)變壓器LVDT根據(jù)其內(nèi)部鐵芯隨被測(cè)裝置的移動(dòng)情況，其次級(jí)線圈輸出正弦電壓信號(hào)Va和Vb，上述兩路正弦電壓信號(hào)Va和Vb經(jīng)模擬量輸入采集卡讀入到計(jì)算機(jī)；步驟5、計(jì)算機(jī)內(nèi)部的行程計(jì)算器對(duì)正弦電壓信號(hào)Va和Vb進(jìn)行調(diào)節(jié)，并計(jì)算被測(cè)裝置的行程；正弦電壓信號(hào)Va和Vb的“正”、“負(fù)”符號(hào)反映了鐵芯運(yùn)動(dòng)的方向，根據(jù)下列公
式計(jì)算求出鐵芯實(shí)際行程d:(d-0) / (Va-Vb) = (Dm_0)/ (Vam-Vbm)(I)其中，d表示為鐵芯實(shí)際行程；Va表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的第一輸出正弦電壓信號(hào)；Vb表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的第二輸出正弦電壓信號(hào)；Dm表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的極限量程；Vam表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT為極限量程時(shí)的第一輸出正弦電壓信號(hào)；Vbm表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT為極限量程時(shí)的第二輸出正弦電壓信號(hào)；由公式(I)推導(dǎo)得出鐵芯實(shí)際行程，即被測(cè)裝置的行程為d= (Va-Vb) XDm/ (Vam-Vbm)(2)本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明ー種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置及軟解調(diào)方法，采用了線性可變差動(dòng)變壓器LVDT信號(hào)軟解調(diào)技木，并輔以相應(yīng)的硬件控制軟件，能夠適應(yīng)線性可變差動(dòng)變壓器LVDT參數(shù)的變化，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)的柔性控制，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用和制造解調(diào)裝置的時(shí)間。


圖I為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；其中，I-計(jì)算機(jī)；2_模擬量輸出采集卡；3_正弦波功率放大器；4_線性可變差動(dòng)變壓器LVDT ；5-模擬量輸入采集卡；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的裝置電路圖；其中Ul-計(jì)算機(jī)的機(jī)箱，U2-計(jì)算機(jī)的控制器，U3-模擬量輸入采集卡，U4-模擬量輸出采集卡，U5-正弦波信號(hào)功率放大器，U6^U11-線性可變差動(dòng)變壓器LVDT ；圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的軟解調(diào)流程圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的線性可變差動(dòng)變壓器的軟解調(diào)參數(shù)關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)ー步說(shuō)明。如圖I所示，一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置，該裝置包括計(jì)算機(jī)I :為產(chǎn)生激磁電壓信號(hào)并計(jì)算被測(cè)裝置行程的裝置；在所述計(jì)算機(jī)I的內(nèi)部，還設(shè)置有正弦波發(fā)生器用于產(chǎn)生線性可變差動(dòng)變壓器LVDT4所需的激磁電壓信號(hào)；行程計(jì)算器用于將線性可變差動(dòng)變壓器LVDT4輸出的正弦電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成行程；模擬量輸出采集卡2 :用于為線性可變差動(dòng)變壓器LVDT4提供所需激磁電壓信號(hào)的裝置；正弦波功率放大器3 :為將模擬量輸出采集卡2輸出的激磁電壓信號(hào)進(jìn)行放大的裝置；線性可變差動(dòng)變壓器LVDT4 :為在鐵芯跟隨被測(cè)裝置進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生正弦電壓信號(hào)的裝置；模擬量輸入采集卡5 :用于采集線性可變差動(dòng)變壓器LVDT4輸出的正弦電壓信號(hào)的裝置。所述的線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的鐵芯連接被檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)被測(cè)裝置的行程。本發(fā)明實(shí)施例用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴管液壓作動(dòng)筒的行程，其工作原理是線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的鐵芯可以伸縮,上述的鐵芯與發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴管液壓作動(dòng)筒連接，即可以測(cè)量作動(dòng)筒的行程。圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的裝置電路圖，其中Ul為機(jī)箱，U2為控制器，U3為模擬量輸入采集卡，U4為模擬量輸出采集卡，U5為正弦波信號(hào)功率放大器，U6^U11為線性可變差動(dòng)變壓器LVDT。本實(shí)施例中各部件的選型如表I所示
權(quán)利要求
1.一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置，其特征在于該裝置包括 計(jì)算機(jī)(I):為產(chǎn)生激磁電壓信號(hào)并計(jì)算被測(cè)裝置行程的裝置； 在所述計(jì)算機(jī)(I)的內(nèi)部，還設(shè)置有 正弦波發(fā)生器用于產(chǎn)生線性可變差動(dòng)變壓器LVDT (4)所需的激磁電壓信號(hào)； 行程計(jì)算器用于將線性可變差動(dòng)變壓器LVDT (4)輸出的正弦電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成行程；模擬量輸出采集卡(2):用于為線性可變差動(dòng)變壓器LVDT (4)提供所需激磁電壓信號(hào)的裝置； 正弦波功率放大器(3):為將模擬量輸出采集卡(2)輸出的激磁電壓信號(hào)進(jìn)行放大的裝置； 線性可變差動(dòng)變壓器LVDT (4):為在鐵芯跟隨被測(cè)裝置進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生正弦電壓信號(hào)的裝置； 模擬量輸入采集卡(5):用于采集線性可變差動(dòng)變壓器LVDT (4)輸出的正弦電壓信號(hào)的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置，其特征在于所述的線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的鐵芯連接被檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)被測(cè)裝置的行程。
3.采用權(quán)利要求I所述的線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置進(jìn)行軟解調(diào)的方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I、參數(shù)初始化；初始化參數(shù)包括線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的激磁電壓、激磁頻率、線性可變差動(dòng)變壓器LVDT極限量程和線性可變差動(dòng)變壓器LVDT極限量程對(duì)應(yīng)的輸出電壓； 步驟2、設(shè)置計(jì)算機(jī)內(nèi)的正弦波發(fā)生器產(chǎn)生正弦波電壓信號(hào)，正弦波電壓信號(hào)經(jīng)模擬量輸出采集卡輸出； 步驟3、正弦波功率放大器將步驟2輸出的正弦波電壓信號(hào)放大后發(fā)送至線性可變差動(dòng)變壓器LVDT，即在線性可變差動(dòng)變壓器LVDT上施加激磁電壓； 步驟4、線性可變差動(dòng)變壓器LVDT根據(jù)其內(nèi)部鐵芯隨被測(cè)裝置的移動(dòng)情況，其次級(jí)線圈輸出正弦電壓信號(hào)Va和Vb，上述兩路正弦電壓信號(hào)Va和Vb經(jīng)模擬量輸入采集卡讀入到計(jì)算機(jī)； 步驟5、計(jì)算機(jī)內(nèi)部的行程計(jì)算器對(duì)正弦電壓信號(hào)Va和Vb進(jìn)行調(diào)節(jié)，并計(jì)算被測(cè)裝置的行程；正弦電壓信號(hào)Va和Vb的“正”、“負(fù)”符號(hào)反映了鐵芯運(yùn)動(dòng)的方向，根據(jù)下列公式計(jì)算求出鐵芯實(shí)際行程d: (d-0) / (Va-Vb) = (Dm-O) / (Vam-Vbm)(I) 其中，d表示為鐵芯實(shí)際行程； Va表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的第一輸出正弦電壓信號(hào)； Vb表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的第二輸出正弦電壓信號(hào)； Dm表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT的極限量程； Vam表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT為極限量程時(shí)的第一輸出正弦電壓信號(hào)； Vbm表示線性可變差動(dòng)變壓器LVDT為極限量程時(shí)的第二輸出正弦電壓信號(hào)； 由公式(I)推導(dǎo)得出鐵芯實(shí)際行程，即被測(cè)裝置的行程為 d= (Va-Vb) XDm/ (Vam-Vbm)(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種線性可變差動(dòng)變壓器的解調(diào)裝置及軟解調(diào)方法，該裝置包括計(jì)算機(jī)為產(chǎn)生激磁電壓信號(hào)并計(jì)算被測(cè)裝置行程的裝置；模擬量輸出采集卡用于為線性可變差動(dòng)變壓器LVDT提供所需激磁電壓信號(hào)的裝置；正弦波功率放大器為將模擬量輸出采集卡輸出的激磁電壓信號(hào)進(jìn)行放大的裝置；線性可變差動(dòng)變壓器LVDT為在鐵芯跟隨被測(cè)裝置進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生正弦電壓信號(hào)的裝置；模擬量輸入采集卡用于采集線性可變差動(dòng)變壓器LVDT輸出的正弦電壓信號(hào)的裝置，本發(fā)明采用了線性可變差動(dòng)變壓器LVDT信號(hào)軟解調(diào)技術(shù)，并輔以相應(yīng)的硬件控制軟件，能夠適應(yīng)線性可變差動(dòng)變壓器LVDT參數(shù)的變化，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的柔性控制，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用和制造解調(diào)裝置的時(shí)間。
文檔編號(hào)G01B7/02GK102818513SQ20121027116
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者宋偉, 郭旭, 李虹, 丁椿明, 唐雅伶 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司