振動(dòng)傳感器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及工業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)參數(shù)測(cè)量領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于微振動(dòng) 測(cè)量的振動(dòng)傳感器電路設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 振動(dòng)傳感器是各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)參數(shù)測(cè)量的關(guān)鍵元器件。它的好壞直接影響 到振動(dòng)參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性、可靠性指標(biāo)，直接關(guān)系到設(shè)備的安全運(yùn)行。現(xiàn)有的振動(dòng)傳感器普 遍存在低頻信號(hào)偏低、抗干擾差等情況。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于改進(jìn)常規(guī)振動(dòng)傳感器低頻響應(yīng)和抗干擾差 的特性的振動(dòng)傳感器電路，很好的改進(jìn)了上述兩個(gè)問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0005] -種振動(dòng)傳感器電路，包括電荷放大調(diào)整電路和弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路；
[0006] 所述電荷放大調(diào)整電路包括第一運(yùn)算放大器；第一運(yùn)算放大器的反相輸入端串聯(lián) 第一電阻后接地，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端串聯(lián)第二電阻后作為電荷放大調(diào)整電路的 輸入端，第=電阻連接在第一運(yùn)算放大器的同相輸入端和地之間，第四電阻連接在第一運(yùn) 算放大器的反相輸入端和輸出端之間，第一運(yùn)算放大器的輸出端串聯(lián)第五電阻、并聯(lián)的第 六電阻和第屯電阻后作為電荷放大調(diào)整電路的輸出端；
[0007] 所述弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路包括第二運(yùn)算放大器；第二運(yùn)算放大器的反相輸入端串 聯(lián)第八電阻、第九電阻后作為弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸入端，第一電容與第九電阻并聯(lián)，第 二運(yùn)算放大器的同相輸入端串聯(lián)第十電阻后接地，第二運(yùn)算放大器的正電源端連接下拉的 第二電容并連接電源正極，第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源端連接下拉的第=電容并連接電源負(fù) 極，穩(wěn)壓二極管的正極連接電源負(fù)極且負(fù)極接地，第十一電阻連接在第二運(yùn)算放大器的反 相輸入端和輸出端之間，第十二電阻和第四電容串聯(lián)后連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入 端和輸出端之間，第二運(yùn)算放大器的輸出端串聯(lián)第十=電阻后作為弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的 輸出端；
[0008] 所述電荷放大調(diào)整電路的輸出端與所述弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸入端相連接。
[0009] 本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：
[0010] 本實(shí)用新型所提供的振動(dòng)傳感器電路采用了專用電荷放大調(diào)整電路、弱信號(hào)補(bǔ)償 調(diào)整電路及雙屏蔽設(shè)計(jì)，改進(jìn)了常規(guī)振動(dòng)傳感器低頻響應(yīng)和抗干擾差的特性。該電路可W 適合多種振動(dòng)傳感器的信號(hào)類型，例如振動(dòng)速度傳感器、加速度傳感器等。
[0011] 本實(shí)用新型附加的優(yōu)點(diǎn)將在下面【具體實(shí)施方式】部分的描述中給出，部分將從下面 的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖I是本實(shí)用新型的電荷放大調(diào)整電路圖。
[0013] 圖2是本實(shí)用新型的弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015] 本實(shí)用新型包括電荷放大調(diào)整電路（圖1)和弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路（圖2)兩部分。 前者的輸出端與后者的輸入端是相互連接的，為同一端。
[0016] 如圖1所示，電荷放大調(diào)整電路包括運(yùn)算放大器UlA;運(yùn)算放大器UlA的反相輸入 端串聯(lián)電阻R9后接地GND，運(yùn)算放大器UlA的同相輸入端串聯(lián)電阻R37后作為電荷放大調(diào) 整電路的輸入端Vi，電阻R8連接在運(yùn)算放大器UlA的同相輸入端和地GND之間，電阻Rl連 接在運(yùn)算放大器UlA的反相輸入端和輸出端之間，運(yùn)算放大器UlA的輸出端串聯(lián)電阻R32、 并聯(lián)的電阻R3和電阻R4后作為電荷放大調(diào)整電路的輸出端A。
[0017] 如圖2所示，弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路包括運(yùn)算放大器UlB;運(yùn)算放大器UlB的反相輸 入端串聯(lián)電阻R2、電阻R13后作為弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸入端A(即圖1的輸出端A)，電 容C20與電阻R13并聯(lián)，運(yùn)算放大器UlB的同相輸入端串聯(lián)電阻RlO后接地GND，運(yùn)算放大 器UlB的正電源端連接下拉的電容C22并連接電源正極VCC，運(yùn)算放大器UlB的負(fù)電源端 連接下拉的電容C23并連接電源負(fù)極VSS，穩(wěn)壓二極管D2的正極連接電源負(fù)極VSS且負(fù)極 接地GND，電阻R15連接在運(yùn)算放大器UlB的反相輸入端和輸出端之間，電阻R5和電容C21 串聯(lián)后連接在運(yùn)算放大器UlB的反相輸入端和輸出端之間，運(yùn)算放大器UlB的輸出端串聯(lián) 電阻R16后作為弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸出端Vo。
[0018] 本實(shí)用新型的工作原理如下：
[0019] 由于壓電式振動(dòng)傳感器是采用的壓電晶體的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，壓電晶體輸出的電信 號(hào)是微弱的電荷信號(hào)，而且壓電晶體本身有很大的內(nèi)阻，因此輸出能量甚微，必須對(duì)輸出的 電荷信號(hào)通過(guò)圖1所示的電荷放大調(diào)整電路進(jìn)行電荷-電壓轉(zhuǎn)換，方可用于后續(xù)的放大、處 理。圖1所示的電荷放大調(diào)整電路對(duì)測(cè)量的穩(wěn)定及準(zhǔn)確性起著決定性作用。因此在本實(shí) 用新型中，電荷放大器選用TI精密雙路高級(jí)LinCMOSOl)軌至軌運(yùn)算放大器化C2262ID， 運(yùn)是一款軍用級(jí)忍片，有著非常高的性能指標(biāo)。溫度范圍達(dá)到-4化O125°C，軌對(duì)軌輸出的 性能增強(qiáng)了動(dòng)態(tài)的范圍，具有很高的輸入阻抗和非常低的噪聲，適合于高阻抗源的小信號(hào) 調(diào)節(jié)。相關(guān)指標(biāo)為低噪聲：1化V/化仙Hz)、低輸入偏置輸入電流：lpA、非常低的功耗：最大 500yA。同時(shí)為了克服壓電晶體輸出的高低頻偏差大的特性，采用圖2所示的弱信號(hào)補(bǔ)償 調(diào)整電路進(jìn)行頻響調(diào)整，使振動(dòng)傳感器的頻響特性低于4%。同時(shí)為了更好的實(shí)現(xiàn)傳感器的 抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的工作，解決W往其他傳感器抗干擾差的問(wèn)題，在傳感器上采用 雙屏蔽設(shè)計(jì)，很好的提供了抗干擾能力。
[0020] W上所述的元器件均為市售商品，實(shí)施例中的元器件型號(hào)可參見(jiàn)下表：
[0021] 圖1、圖2中主要元器件表：
[0022]
[0023]
[0024] W上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于W上實(shí)施例。可 W理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其 他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種振動(dòng)傳感器電路，其特征在于，包括電荷放大調(diào)整電路（A)和弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整 電路⑶； 所述電荷放大調(diào)整電路（A)包括第一運(yùn)算放大器（UlA);第一運(yùn)算放大器（UlA)的反 相輸入端串聯(lián)第一電阻（R9)后接地，第一運(yùn)算放大器（UlA)的同相輸入端串聯(lián)第二電阻 (R37)后作為電荷放大調(diào)整電路的輸入端，第三電阻（R8)連接在第一運(yùn)算放大器（UlA)的 同相輸入端和地之間，第四電阻（Rl)連接在第一運(yùn)算放大器（UlA)的反相輸入端和輸出端 之間，第一運(yùn)算放大器（UlA)的輸出端串聯(lián)第五電阻（R32)、并聯(lián)的第六電阻（R3)和第七電 阻（R4)后作為電荷放大調(diào)整電路的輸出端； 所述弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路（B)包括第二運(yùn)算放大器（UlB);第二運(yùn)算放大器（UlB)的 反相輸入端串聯(lián)第八電阻（R2)、第九電阻（R13)后作為弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸入端，第 一電容（C20)與第九電阻（R13)并聯(lián)，第二運(yùn)算放大器（UlB)的同相輸入端串聯(lián)第十電阻 (RlO)后接地，第二運(yùn)算放大器（UlB)的正電源端連接下拉的第二電容（C22)并連接電源正 極（VCC)，第二運(yùn)算放大器（UlB)的負(fù)電源端連接下拉的第三電容（C23)并連接電源負(fù)極 (VSS)，穩(wěn)壓二極管（D2)的正極連接電源負(fù)極（VSS)且負(fù)極接地，第^^一電阻（R15)連接在 第二運(yùn)算放大器（UlB)的反相輸入端和輸出端之間，第十二電阻（R5)和第四電容（C21)串 聯(lián)后連接在第二運(yùn)算放大器（UlB)的反相輸入端和輸出端之間，第二運(yùn)算放大器（UlB)的 輸出端串聯(lián)第十三電阻（R16)后作為弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸出端； 所述電荷放大調(diào)整電路（A)的輸出端與所述弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路（B)的輸入端相連 接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種振動(dòng)傳感器電路，包括順序連接的電荷放大調(diào)整電路和弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路；所述電荷放大調(diào)整電路是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的電荷電壓轉(zhuǎn)換電路；所述弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的頻響調(diào)整電路。所述電荷放大調(diào)整電路的輸出端與所述弱信號(hào)補(bǔ)償調(diào)整電路的輸入端相連接。本實(shí)用新型改進(jìn)了常規(guī)振動(dòng)傳感器低頻響應(yīng)和抗干擾差的特性，適合振動(dòng)速度傳感器、加速度傳感器等多種信號(hào)類型的振動(dòng)傳感器。
【IPC分類】G01H11/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204854950
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520337768
【發(fā)明人】夏惠興, 華洪斌
【申請(qǐng)人】江陰市江凌科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日