專利名稱：用于測試傳感器的信號測試仿真裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信號測試仿真裝置，尤其涉及應用于飛行控制系統(tǒng)中的傳感器信號的測試和仿真。
背景技術：
LVDT(Linear Variable Differential Transformer)或 RVDT(Rotary Variable Differential Transformer)傳感器以其精度高、性能穩(wěn)定、易于集成等優(yōu)點廣泛應用于電傳飛行控制系統(tǒng)，用于將駕駛艙控制器件的線位移量或角位移量發(fā)送給飛控計算機，由飛控計算機進行控制率計算進而控制終端的作動機構(gòu)對飛機進行實際控制。傳感器作為整個飛控系統(tǒng)的輸入量，在進行飛控系統(tǒng)功能驗證試驗和數(shù)據(jù)分析時至關重要，因此，對于傳感器自身的測試就成為一個課題。目前，針對該類傳感器本身的測試方法是將傳感器信號經(jīng)過一個專用的信號調(diào)理板卡，該板卡會將傳感器的兩路交流差動信號調(diào)理成與傳感器位移呈線性關系的直流電壓，然后再由AD板卡采集，由此得到傳感器的位置信息。然而，一方面，該方法會造成測試系統(tǒng)雜糅，另一方面，信號調(diào)理板卡也會引入誤差，此外，這種方法采集到的傳感器的位移信號不是最原始的傳感器輸出電壓，不能直接進行數(shù)據(jù)回放(即復現(xiàn)歷史試驗狀態(tài))。

發(fā)明內(nèi)容
為了避免系統(tǒng)雜糅、減小誤差以及克服數(shù)據(jù)回放不方便等諸多不足之處，本發(fā)明提出了一種用于傳感器的信號測試仿真裝置，串聯(lián)于傳感器和飛控計算機之間，其包括上位機、實時處理器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 所述實時處理器與所述上位機、所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別電連接；其中，所述飛控計算機發(fā)出的激勵信號依次通過所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述實時處理器和所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到所述傳感器，并且，所述飛控計算機發(fā)出的激勵信號依次經(jīng)過第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述實時處理器送到所述上位機；相應地，所述傳感器的反饋信號依次經(jīng)過所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述實時處理器和所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到所述飛控計算機，并且，所述傳感器的反饋信號依次經(jīng)過所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述實時處理器送到所述上位機。具體地，所述傳感器為差動變壓式傳感器。具體地，所述差動變壓式傳感器為線位移傳感器。更具體地，所述線位移傳感器為LVDT傳感器。具體地，所述差動變壓式傳感器為角位移傳感器。更具體地，所述角位移傳感器為RVDT傳感器。本發(fā)明提出的信號測試仿真裝置不僅能夠降低測試裝置的復雜性，盡可能減少誤差信號的引入從而提高測試精度，而且，該裝置采集到的傳感器的原始電壓信號，可以通過信號仿真功能方便地進行數(shù)據(jù)回放，最大程度上保證試驗數(shù)據(jù)的原始性和一致性。


圖1為本發(fā)明的用于傳感器的信號測試仿真裝置的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，用于測試傳感器1的信號測試仿真裝置10，串聯(lián)于差動變壓式傳感器 1和飛控計算機2之間，其包括上位機3、實時處理器4、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2，實時處理器4與上位機3、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2分別電連接；其中，飛控計算機2發(fā)出的激勵信號依次通過第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1、實時處理器4 和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DACl送到傳感器1，并且，飛控計算機2發(fā)出的激勵信號依次經(jīng)過第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADCl和實時處理器4送到上位機3 ；相應地，傳感器1的反饋信號依次經(jīng)過第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2、實時處理器4和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2送到飛控計算機2，并且，傳感器1 的反饋信號依次經(jīng)過第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2和實時處理器4送到上位機3。其中，在此，傳感器為LVDT傳感器和/或RVDT傳感器。實時處理器可以使用諸如NIPXI-7833R型處理器。 具體地，所述激勵信號為模擬電壓激勵信號。首先，飛控計算機2發(fā)出模擬電壓激勵信號到信號測試裝置10中，信號測試裝置 10的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADCl利用兩路采集通道采集上述激勵信號進而將該激勵信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并發(fā)送到實時處理器4。其次，實時處理器4處理后將該數(shù)字信號發(fā)送給第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1，第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DACl將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號并通過兩路輸出通道輸出給與信號測試裝置10電連接的傳感器1。然后，傳感器1接收到該激勵信號之后，輸出與傳感器位置相對應的模擬的差動電壓反饋信號，其中，反饋信號頻率與激勵信號頻率一致。緊接著，信號測試裝置10的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2利用兩路通道采集上述反饋信號將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并發(fā)送給實時處理器4，實時處理器4將該數(shù)字信號處理后發(fā)送給第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2，第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2再將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號通過兩路通道輸出給飛控計算機2。同時，實時處理器4可以將采集到的傳感器1的反饋信號電壓值發(fā)送給上位機3。 其中，上位機3至少具有存儲單元、計算單元和顯示單元，該存儲單元優(yōu)選地為ROM存儲器， 其用于存儲該電壓值，計算單元優(yōu)選地為計算程序，其根據(jù)該電壓值以及傳感器1的靈敏度系數(shù)計算出傳感器1的位移，顯示單元優(yōu)選地為顯示器，其用于將上述計算結(jié)果實時地顯示給用戶并存儲在存儲單元中。根據(jù)本發(fā)明，測試裝置10的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1、實時處理器4和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DACl構(gòu)成了第一測試仿真單元，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器2、實時處理器4和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC2構(gòu)成了第二測試仿真單元。因此，應用本發(fā)明的測試裝置10，除了需要考慮基本的測試電壓范圍外，無需完全了解傳感器的信號特性，故可以應用于傳感器信號的信息不充分的各種測試場合。進一步地，根據(jù)本發(fā)明，測試裝置10可以將存儲的傳感器1的原始電壓信號的歷史試驗數(shù)據(jù)通過第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2輸出給飛控計算機2，實現(xiàn)數(shù)據(jù)回放功能。也可以模擬真實駕駛艙操縱器件做某些特定操作動作，即，產(chǎn)生模擬傳感器1特定運動形式(如正弦、階躍等)的傳感器信號，發(fā)送給飛控計算機2，實現(xiàn)信號仿真功能。
上述描述雖然對本發(fā)明作了比較詳細的說明，但是這些只是對本發(fā)明說明性的， 而不是對本發(fā)明的限制，任何超出本發(fā)明實質(zhì)精神內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測試傳感器的信號測試仿真裝置，串聯(lián)于傳感器和飛控計算機之間，其包括上位機、實時處理器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述實時處理器與所述上位機、所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器分別電連接；其中，所述飛控計算機發(fā)出的激勵信號依次通過所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述實時處理器和所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到所述傳感器， 相應地，所述傳感器的反饋信號依次經(jīng)過所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述實時處理器和所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到所述飛控計算機，并且，所述傳感器的反饋信號依次經(jīng)過所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述實時處理器送到所述上位機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號測試仿真裝置，其中，所述傳感器為線位移傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號測試仿真裝置，其中，所述線位移傳感器為LVDT傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號測試仿真裝置，其中，所述傳感器為角位移傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號測試仿真裝置，其中，所述角位移傳感器為RVDT傳感器。
全文摘要
一種用于測試傳感器的信號測試仿真裝置，串聯(lián)于傳感器和飛控計算機之間，其包括上位機、實時處理器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器；飛控計算機發(fā)出的激勵信號依次通過第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、實時處理器和第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到傳感器，傳感器的反饋信號依次經(jīng)過第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、實時處理器和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器送到飛控計算機，并且，傳感器的反饋信號依次經(jīng)過第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和實時處理器送到上位機。應用本裝置，不僅能夠降低測試裝置的復雜性，盡可能減少誤差信號的引入，提高測試精度，而且，由該裝置采集到的傳感器原始電壓信號，可以通過信號仿真功能方便地進行數(shù)據(jù)回放，最大程度上保證試驗數(shù)據(jù)的原始性和一致性。
文檔編號G01B21/02GK102338628SQ20111023346
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者張勇, 李飛, 王興波, 田劍波, 趙京洲, 陳騏 申請人:中國商用飛機有限責任公司, 中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院