DISPOSITIVO PARA DOTAR DE ALTA INMUNIDAD AL RUIDO A SEÑALES ELÉCTRICAS.

Dispositivo para dotar de alta inmunidad al ruido a señales eléctricas.

La invención desarrolla un dispositivo para tratar señales eléctricas (100) provenientes de un sensor de medida (60), estando dicho sensor (60) sometido a perturbaciones en ruido debidas a interferencias radioeléctricas y a efectos de rayos, tal que dicho dispositivo utiliza un único cable en lazo de corriente (70), a través del cual discurre la señal eléctrica (100) codificada según el tiempo de señal (Ta) y tiempo de repetición (Tr) de la onda de corriente de dicha señal (100), tal que dicha señal (100) contiene un estado superior de corriente (10) y un estado inferior de corriente (20) cuyos valores están fuera de la ventana de decisión que activa un dispositivo de lectura (4) en el dispositivo, que realiza la lectura de la señal eléctrica (100) proveniente del sensor.

Dispositivo para dotar de alta inmunidad al ruido a señales eléctricas

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para dotar de alta inmunidad al ruido a señales eléctricas dispuestas en zonas críticas de elevada perturbación, preferiblemente señales eléctricas procedentes de un sensor de medida situado en una zona crítica de una aeronave.

ANTECEDENTES

En aeronaves es preciso realizar diversas medidas en determinadas zonas de la mencionada aeronave, lo que se realiza en muchas ocasiones mediante sensores, que son dispositivos capaces de detectar magnitudes físicas o químicas (denominadas variables de instrumentación) y transformarlas variables eléctricas, tales como resistencia eléctrica, capacidad eléctrica, tensión eléctrica o corriente eléctrica. De este modo, el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación que detecta, adaptando la señal que mide para que pueda ser interpretada por otro dispositivo que puede estar en un lugar distinto al del sensor, en cuyo caso se habla de sensor remoto.

Así, un sensor es un dispositivo que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar (variable de instrumentación) en otra, que facilita su medida. Por lo general, la señal de salida de un sensor no es apta para su lectura directa, y a veces tampoco para su procesado, por lo que se suele emplear un circuito de acondicionamiento o acondicionador de la señal de salida del sensor: este circuito de acondicionamiento usualmente comprende amplificadores y filtros electrónicos, que adaptan la señal del sensor a los niveles y ancho de banda apropiados para el resto del circuito.

Para el caso de sensores en aeronaves, muchos de ellos están instalados en zonas de alta exposición a interferencias radioeléctricas de elevada energía y a los efectos de rayos, de tal modo que estos sensores sufren grandes perturbaciones y el nivel de error en su medida es elevado. En este contexto, se entienden por ruido todas las perturbaciones que se pueden inducir en señales eléctricas debidas a efectos radiados, conducidos o inducidos por señales externas de todo tipo, incluidos los rayos. Cuando estos sensores son parte de sistemas calificados como críticos para la seguridad de la aeronave, es especialmente deseable proporcionar un dispositivo que permita leer dicho sensor remoto de una forma simple y con un error mínimo, tal que dicho dispositivo esté dotado de una inmunidad al ruido muy elevada.

Los sistemas actualmente empleados obligan, para el caso de sensores remotos en zonas críticas de la aeronave, en las que es imperativo realizar medidas con un margen de error mínimo y en las que se detecten posibles errores en componentes del sistema, a contar con sistemas o dispositivos de elevada complejidad, con el consiguiente incremento de las tareas de mantenimiento, más aún en casos en los que se desee aumentar la fiabilidad, teniéndose que recurrir a dispositivos redundantes.

La presente invención tiene por objeto resolver los inconvenientes anteriores.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Así, la presente invención se refiere a un dispositivo para dotar de alta inmunidad al ruido a señales eléctricas provenientes de un sensor remoto, preferiblemente dispuesto en una aeronave, tal que dicho sensor mide y controla determinadas magnitudes físicas de la citada aeronave: el sensor comprende un transductor de señal, que es el encargado de transformar en magnitudes eléctricas las citadas magnitudes físicas provenientes de la aeronave para poder ser procesadas y medidas por dicho sensor. Como ejemplo, este transductor de señal comprende un puente de Wheatstone (instrumento eléctrico de medida para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente) , o un sensor piezoeléctrico.

En particular, los sensores remotos mencionados pueden encontrarse muy cerca (distancias de centímetros) de determinadas zonas en la aeronave con alta exposición a interferencias radioeléctricas de elevada energía y a efectos de rayos, de tal modo que estos sensores sufren grandes perturbaciones en ruido. También es posible, especialmente en el campo de aplicación de aeronaves, en el cual se manejan distancias elevadas (de varias decenas de metros, por ejemplo) , que la conexión de estos sensores remotos con el dispositivo de lectura mediante un cable de conexión (par trenzado) de elevada longitud, el ruido genere elevadas perturbaciones en la señal transmitida por dicho cable. En cualquiera de los casos mencionados, se hace necesario proporcionar un dispositivo como el de la invención, que sea capaz de dotar de alta inmunidad al ruido a las señales eléctricas provenientes del sensor remoto.

Así, el dispositivo de la invención comprende los siguientes elementos:

-una fuente de alimentación, que proporciona tensión constante para alimentar al sensor y al resto de los componentes del dispositivo, al tiempo que mantiene el consumo constante para determinar el estado cero de referencia del dispositivo y poder conocer el estado en que está funcionando el

dispositivo en cada momento;

-un dispositivo de acondicionamiento de la señal de salida del sensor, que adapta la señal del

sensor a los niveles apropiados para el resto del dispositivo;

-un dispositivo de modulación de la señal de salida del dispositivo de acondicionamiento; y

-un dispositivo de lectura de la señal de salida proveniente del dispositivo de modulación.

Así, según el dispositivo de la invención, se establece un lazo de corriente, que además de alimentar al sensor, nos permite conocer los datos que éste genera, enviándose la información del sensor remoto a través de un único cable (par trenzado) , estando dicha información codificada en tiempo, de tal forma que se envían sólo dos estados de corriente, estado superior y estado inferior, siendo este estado inferior el que determina el consumo mínimo de alimentación del sensor.

El dispositivo de la invención es de este modo capaz de conseguir, eligiendo adecuadamente los valores de los estados de corriente superior e inferior, que el ruido (perturbación) afecte sólo a los flancos de subida y bajada de la corriente del cable, dado que los estados de corriente estables (estados superior e inferior) se elegirán fuera de los límites de la ventana de decisión del dispositivo de lectura, con lo que el ruido en cualquiera de dichos estados no afecta a la medida del dispositivo, al no ser posible que se realice ningún cambio en el estado de la corriente. Así, la relación entre la señal y el ruido en la onda de corriente del dispositivo de la invención depende del tiempo necesario por la onda para alcanzar el estado superior, más el tiempo necesario por la onda para alcanzar el estado inferior, y el tiempo de repetición de la onda.

Siendo el valor de la señal medida proporcional al tiempo que está activa, con respecto al tiempo de repetición de la misma, según otra posible realización de la invención, cuando el tiempo de repetición de la onda es constante el dispositivo se simplifica más aún, puesto que el dispositivo de lectura sólo necesita determinar en este caso el tiempo que transcurre entre el flaco de subida y el flanco de bajada de la onda de corriente.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue en relación con las figuras que se acompañan.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra la gráfica tensión-tiempo para la onda de corriente que recorre el dispositivo de la invención.

La Figura 2 muestra los elementos que componen el dispositivo de acondicionamiento de la señal de salida del sensor del dispositivo de la invención.

La Figura 3 muestra los elementos que componen el dispositivo de modulación de la señal de salida del dispositivo de acondicionamiento en el dispositivo de la invención.

La Figura 4 muestra los elementos que componen el dispositivo de lectura de la señal de salida proveniente del dispositivo de modulación en el dispositivo de la invención.

La Figura 5 muestra en detalle el procesador digital de señales del dispositivo de lectura de la Figura 4.

La Figura 6 muestra en esquema la disposición del dispositivo de la invención con respecto al sensor remoto de medida.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La invención desarrolla así un dispositivo para dotar de alta inmunidad al ruido a señales eléctricas provenientes de un sensor remoto, preferiblemente dispuesto en una aeronave, entendiéndose por ruido las interferencias radioeléctricas de elevada energía y los efectos de rayos, principalmente.

Tal y como...

1. Dispositivo para tratar señales eléctricas (100) provenientes de un sensor de medida (60) , estando dicho sensor

(60) sometido a perturbaciones en ruido debidas a interferencias radioeléctricas y a efectos de rayos, tal que dicho dispositivo utiliza un único cable en lazo de corriente (70) , a través del cual discurre la señal eléctrica (100) codificada según el tiempo de señal (Ta) y tiempo de repetición (Tr) de la onda de corriente de dicha señal (100) , tal que dicha señal (100) contiene un estado superior de corriente (10) y un estado inferior de corriente (20) cuyos valores están fuera de la ventana de decisión que activa un dispositivo de lectura (4) en el dispositivo, que realiza la lectura de la señal eléctrica (100) proveniente del sensor.

2. Dispositivo para tratar señales eléctricas (100) provenientes de un sensor de medida (60) , según la reivindicación 1, tal que dicho sensor (60) es un sensor remoto.

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 que comprende una fuente de alimentación (1) , que proporciona tensión constante para alimentar al sensor (60) y al resto de los componentes del dispositivo, manteniéndose constante el consumo de la fuente (1) mediante una doble realimentación en dicha fuente (1) .

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 que comprende una fuente de alimentación (1) , y un filtro paso alto en el dispositivo de lectura (4) .

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un dispositivo de acondicionamiento (2) de la señal de salida del sensor (60) , que comprende a su vez un amplificador (15) y un filtro (16) para adaptar la señal del sensor a los niveles apropiados para el resto del dispositivo.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, que comprende además un dispositivo de modulación (3) de la señal de salida del dispositivo de acondicionamiento (2) a una señal discreta en que la información reside en el tiempo que está activa la señal (Ta) frente al tiempo de repetición (Tr) de la onda de corriente de dicha señal (100) .

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de lectura (4) que realiza la lectura de la señal eléctrica (100) proveniente del sensor (60) , que comprende una resistencia (5) que convierte la corriente en tensión, un disparador (6) para leer los dos estados de corriente (10, 20) y un procesador digital de señales (8) o un micro controlador.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el que el procesador digital de señales (8) comprende un contador (9) que mide el tiempo de señal (Ta) frente al tiempo de repetición (Tr) de la onda de la señal eléctrica (100) , un latch (12) que indica el fin de señal activa, y un latch (13) que indica el periodo de repetición, además de inicializar el contador (9) .

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tiempo de repetición (Tr) de la onda de la señal eléctrica (100) es constante, tal que el dispositivo de lectura (4) lee el tiempo que determina el valor de la señal de corriente (Ta) .

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se conoce en tiempo real que el sensor está funcionando correctamente mediante unos comparadores analógicos de tensión que determinan si la corriente recibida por el dispositivo está dentro de unos límites determinados.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor está dispuesto en una aeronave.