专利名称：一种线性可变差动变压器的解调装置及软解调方法
技术领域：
本发明属于电气测量控制技术领域，具体涉及一种线性可变差动变压器的解调装置及软解调方法。
背景技术：
线性可变差动变压器(以下简称LVDT)，是检测位移的传感器，在实际中可用于检测发动机矢量喷管液压作动筒的行程，其工作原理是变压器的铁心可以伸缩，与作动筒作适当的机械连接就可以测量作动筒的行程，它的输出信号为两组同频率、幅值变化相反的交流信号，用来表示动作的行程和方向，但这种信号需要解调转换成标准信号才能被后面的数据采集电路或数字仪表使用。LVDT的解调通常采用专用电路，如基于AD598芯片的LVDT信号解调装置，但一台解调装置只能适用于一种参数的LVDT，发动机矢量喷管正处于研制阶段，因LVDT选型时，参数发生变化，使得试验用控制器需要经常改造以适应其变化， 需要不断增加后续维护费用，并且影响试验进度。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提出一种线性可变差动变压器的解调装置及软解调方法，以实现柔性控制、节约成本和节省制造解调装置时间的目的。一种线性可变差动变压器的解调装置，该装置包括计算机为产生激磁电压信号并计算被测装置行程的装置；在所述计算机的内部，还设置有正弦波发生器用于产生线性可变差动变压器LVDT所需的激磁电压信号；行程计算器用于将线性可变差动变压器LVDT输出的正弦电压信号转换成行程；模拟量输出采集卡用于为线性可变差动变压器LVDT提供所需激磁电压信号的装置；正弦波功率放大器为将模拟量输出采集卡输出的激磁电压信号进行放大的装置；线性可变差动变压器LVDT :为在铁芯跟随被测装置进行往返运动过程中，产生正弦电压信号的装置；模拟量输入采集卡用于采集线性可变差动变压器LVDT输出的正弦电压信号的
>J-U ρ α装直。所述的线性可变差动变压器LVDT的铁芯连接被检测装置，用于检测被测装置的行程。采用线性可变差动变压器的解调装置进行软解调的方法，包括以下步骤步骤I、参数初始化；初始化参数包括线性可变差动变压器LVDT的激磁电压、激磁频率、线性可变差动变压器LVDT极限量程和线性可变差动变压器LVDT极限量程对应的输出电压；
步骤2、设置计算机内的正弦波发生器产生正弦波电压信号，正弦波电压信号经模拟量输出采集卡输出；步骤3、正弦波功率放大器将步骤2输出的正弦波电压信号放大后发送至线性可变差动变压器LVDT，即在线性可变差动变压器LVDT上施加激磁电压；步骤4、线性可变差动变压器LVDT根据其内部铁芯随被测装置的移动情况，其次级线圈输出正弦电压信号Va和Vb，上述两路正弦电压信号Va和Vb经模拟量输入采集卡读入到计算机；步骤5、计算机内部的行程计算器对正弦电压信号Va和Vb进行调节，并计算被测装置的行程；正弦电压信号Va和Vb的“正”、“负”符号反映了铁芯运动的方向，根据下列公
式计算求出铁芯实际行程d:(d-0) / (Va-Vb) = (Dm_0)/ (Vam-Vbm)(I)其中，d表示为铁芯实际行程；Va表示线性可变差动变压器LVDT的第一输出正弦电压信号；Vb表示线性可变差动变压器LVDT的第二输出正弦电压信号；Dm表示线性可变差动变压器LVDT的极限量程；Vam表示线性可变差动变压器LVDT为极限量程时的第一输出正弦电压信号；Vbm表示线性可变差动变压器LVDT为极限量程时的第二输出正弦电压信号；由公式(I)推导得出铁芯实际行程，即被测装置的行程为d= (Va-Vb) XDm/ (Vam-Vbm)(2)本发明优点本发明ー种线性可变差动变压器的解调装置及软解调方法，采用了线性可变差动变压器LVDT信号软解调技木，并辅以相应的硬件控制软件，能够适应线性可变差动变压器LVDT參数的变化，实现了试验的柔性控制，节省了维护费用和制造解调装置的时间。


图I为本发明一种实施例的结构框图；其中，I-计算机；2_模拟量输出采集卡；3_正弦波功率放大器；4_线性可变差动变压器LVDT ；5-模拟量输入采集卡；图2为本发明一种实施例的装置电路图；其中Ul-计算机的机箱，U2-计算机的控制器，U3-模拟量输入采集卡，U4-模拟量输出采集卡，U5-正弦波信号功率放大器，U6^U11-线性可变差动变压器LVDT ；图3为本发明一种实施例的软解调流程图；图4为本发明一种实施例的线性可变差动变压器的软解调參数关系图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例做进ー步说明。如图I所示，一种线性可变差动变压器的解调装置，该装置包括计算机I :为产生激磁电压信号并计算被测装置行程的装置；在所述计算机I的内部，还设置有正弦波发生器用于产生线性可变差动变压器LVDT4所需的激磁电压信号；行程计算器用于将线性可变差动变压器LVDT4输出的正弦电压信号转换成行程；模拟量输出采集卡2 :用于为线性可变差动变压器LVDT4提供所需激磁电压信号的装置；正弦波功率放大器3 :为将模拟量输出采集卡2输出的激磁电压信号进行放大的装置；线性可变差动变压器LVDT4 :为在铁芯跟随被测装置进行往返运动过程中，产生正弦电压信号的装置；模拟量输入采集卡5 :用于采集线性可变差动变压器LVDT4输出的正弦电压信号的装置。所述的线性可变差动变压器LVDT的铁芯连接被检测装置，用于检测被测装置的行程。本发明实施例用于检测发动机矢量喷管液压作动筒的行程，其工作原理是线性可变差动变压器LVDT的铁芯可以伸缩,上述的铁芯与发动机矢量喷管液压作动筒连接，即可以测量作动筒的行程。图2为本发明一种实施例的装置电路图，其中Ul为机箱，U2为控制器，U3为模拟量输入采集卡，U4为模拟量输出采集卡，U5为正弦波信号功率放大器，U6^U11为线性可变差动变压器LVDT。本实施例中各部件的选型如表I所示
权利要求
1.一种线性可变差动变压器的解调装置，其特征在于该装置包括 计算机(I):为产生激磁电压信号并计算被测装置行程的装置； 在所述计算机(I)的内部，还设置有 正弦波发生器用于产生线性可变差动变压器LVDT (4)所需的激磁电压信号； 行程计算器用于将线性可变差动变压器LVDT (4)输出的正弦电压信号转换成行程；模拟量输出采集卡(2):用于为线性可变差动变压器LVDT (4)提供所需激磁电压信号的装置； 正弦波功率放大器(3):为将模拟量输出采集卡(2)输出的激磁电压信号进行放大的装置； 线性可变差动变压器LVDT (4):为在铁芯跟随被测装置进行往返运动过程中，产生正弦电压信号的装置； 模拟量输入采集卡(5):用于采集线性可变差动变压器LVDT (4)输出的正弦电压信号的装置。
2.根据权利要求I所述的线性可变差动变压器的解调装置，其特征在于所述的线性可变差动变压器LVDT的铁芯连接被检测装置，用于检测被测装置的行程。
3.采用权利要求I所述的线性可变差动变压器的解调装置进行软解调的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I、参数初始化；初始化参数包括线性可变差动变压器LVDT的激磁电压、激磁频率、线性可变差动变压器LVDT极限量程和线性可变差动变压器LVDT极限量程对应的输出电压； 步骤2、设置计算机内的正弦波发生器产生正弦波电压信号，正弦波电压信号经模拟量输出采集卡输出； 步骤3、正弦波功率放大器将步骤2输出的正弦波电压信号放大后发送至线性可变差动变压器LVDT，即在线性可变差动变压器LVDT上施加激磁电压； 步骤4、线性可变差动变压器LVDT根据其内部铁芯随被测装置的移动情况，其次级线圈输出正弦电压信号Va和Vb，上述两路正弦电压信号Va和Vb经模拟量输入采集卡读入到计算机； 步骤5、计算机内部的行程计算器对正弦电压信号Va和Vb进行调节，并计算被测装置的行程；正弦电压信号Va和Vb的“正”、“负”符号反映了铁芯运动的方向，根据下列公式计算求出铁芯实际行程d: (d-0) / (Va-Vb) = (Dm-O) / (Vam-Vbm)(I) 其中，d表示为铁芯实际行程； Va表示线性可变差动变压器LVDT的第一输出正弦电压信号； Vb表示线性可变差动变压器LVDT的第二输出正弦电压信号； Dm表示线性可变差动变压器LVDT的极限量程； Vam表示线性可变差动变压器LVDT为极限量程时的第一输出正弦电压信号； Vbm表示线性可变差动变压器LVDT为极限量程时的第二输出正弦电压信号； 由公式(I)推导得出铁芯实际行程，即被测装置的行程为 d= (Va-Vb) XDm/ (Vam-Vbm)(2)。
全文摘要
本发明涉及一种线性可变差动变压器的解调装置及软解调方法，该装置包括计算机为产生激磁电压信号并计算被测装置行程的装置；模拟量输出采集卡用于为线性可变差动变压器LVDT提供所需激磁电压信号的装置；正弦波功率放大器为将模拟量输出采集卡输出的激磁电压信号进行放大的装置；线性可变差动变压器LVDT为在铁芯跟随被测装置进行往返运动过程中，产生正弦电压信号的装置；模拟量输入采集卡用于采集线性可变差动变压器LVDT输出的正弦电压信号的装置，本发明采用了线性可变差动变压器LVDT信号软解调技术，并辅以相应的硬件控制软件，能够适应线性可变差动变压器LVDT参数的变化，实现试验的柔性控制，节省维护费用和制造解调装置的时间。
文档编号G01B7/02GK102818513SQ20121027116
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者宋伟, 郭旭, 李虹, 丁椿明, 唐雅伶 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司