專利名稱：船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及船舶機(jī)艙自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種將船舶機(jī)艙不同轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的通用轉(zhuǎn)換模塊。
背景技術(shù)：
隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，柴油機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油鉆井、動(dòng)力發(fā)電、鐵路牽弓丨、工程機(jī)械、各種船舶動(dòng)力和汽車動(dòng)力等領(lǐng)域，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞，直接影響到整套機(jī)組的工作狀況。而船用柴油機(jī)是船舶的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，其工作狀態(tài)對(duì)保障航運(yùn)安全、提高運(yùn)輸效率、節(jié)約能源和降低消耗都是至關(guān)重要的。因此，必須對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以確保系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行工況，這對(duì)提高設(shè)備的工作效率和維修質(zhì)量是十分必要的。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)蘊(yùn)含了豐富的與柴油機(jī)各缸工作性能有關(guān)的信息，反映了氣缸的工作狀態(tài)和工作質(zhì)量，因此轉(zhuǎn)速信號(hào)是監(jiān)測(cè)柴油機(jī)狀態(tài)的重要參數(shù)。船舶機(jī)艙不同廠商對(duì) 柴油機(jī)安裝不同的轉(zhuǎn)速傳感器，這些轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)的波形、幅值以及是否過(guò)零點(diǎn)都不相同，而大多轉(zhuǎn)速采集模塊只能采集標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)，所以開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)⒉煌D(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)的通用轉(zhuǎn)換模塊具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，而提供的一種具有通用性強(qiáng)、體積小、功耗低、穩(wěn)定性高、供電靈活等特點(diǎn)的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊。本模塊可將外圍傳感器信號(hào)，包括各種幅值的正弦波信號(hào)或方波信號(hào)，通過(guò)濾波、降壓、鉗位、t匕較、整形輸出等步驟，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)0-5伏方波信號(hào)或0-24伏方波信號(hào)輸出。通過(guò)本模塊調(diào)理后的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波和整形后將系統(tǒng)上信號(hào)的干擾消除，避免了采集偏差。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特點(diǎn)是，包括至少一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路和/或至少一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路；過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路和/或至少一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路；其中所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路包括濾波電路、過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路、比較電路、防抖電路；所述的濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端電連接，該濾波電路的輸出端與調(diào)理電路的輸入端電連接；所述比較電路包括一基準(zhǔn)信號(hào)輸入端和一調(diào)理信號(hào)輸入端；所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接，所述過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；所述比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端電連接；所述防抖電路連接在所述比較電路的輸出端與該比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端之間；所述的不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路包括濾波電路、不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路、比較電路、防抖電路；所述的濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端電連接，該濾波電路的輸出端與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸入端電連接；所述比較電路包括一基準(zhǔn)信號(hào)輸入端和一調(diào)理信號(hào)輸入端；所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接，所述不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；所述比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端電連接；所述防抖電路連接在所述比較電路的輸出端與該比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端之間。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，每一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路或每一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路還各包括一信號(hào)輸入接口和一信號(hào)輸出接口 ；其中所述的轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸入接口與所述的濾波電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸出端輸出幅值為5V或24V的電平，通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，還包括一將24V輸出電平轉(zhuǎn)換為5V輸出電平的輸出電平轉(zhuǎn)換電路，所述的輸出電平轉(zhuǎn)換電路包括相串聯(lián)的一第一穩(wěn)壓芯片和一第二穩(wěn)壓芯片,所述的第一穩(wěn)壓芯片的輸入端與比較電路的輸出端輸出幅值為24V電平的端口電連接，所述的第二穩(wěn)壓芯片的輸出端輸出5V電平。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的 濾波電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的濾波電路相同，均由一電阻Rl和一電容Cl組成。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由一電阻R2與兩個(gè)反向并聯(lián)的二極管D1、D2組成的并聯(lián)電路、以及與該并聯(lián)電路相串聯(lián)的一可調(diào)電阻RPl構(gòu)成。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由一電阻Rl和另一電阻R4組成的分壓電路構(gòu)成。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路相同，均由可調(diào)節(jié)的電阻構(gòu)成。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路均由電阻R3和一可調(diào)電阻RP2組成的分壓電路構(gòu)成。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的比較電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的比較電路相同，均由一運(yùn)算放大器或一集成電路構(gòu)成。上述船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其中，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的防抖電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的防抖電路相同，均由一正反饋電阻R5構(gòu)成。由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，其產(chǎn)生的技術(shù)效果是明顯的I、本船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊可將外圍傳感器信號(hào)，包括各種幅值的正弦波信號(hào)或方波信號(hào)，通過(guò)濾波、降壓、鉗位、比較、整形輸出等步驟，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)0-5伏方波信號(hào)或0-24伏方波信號(hào)輸出。可根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的不同信號(hào)選擇相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理模塊或信號(hào)調(diào)理模塊中的信號(hào)調(diào)理支路，擴(kuò)大了信號(hào)調(diào)理的波形范圍；2、通過(guò)本模塊調(diào)理后的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波和整形后將系統(tǒng)上信號(hào)的干擾消除，避免了米集偏差；3、由于船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電電壓不可能穩(wěn)定不變，例如24伏供電系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)電壓可能是18-36伏之間任一電壓值。為滿足調(diào)理信號(hào)輸入端的電壓是以基準(zhǔn)信號(hào)輸入端的電壓電位為基準(zhǔn)的脈沖信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)可調(diào)節(jié)電位器RP1、RP2，使電阻匹配滿足要求；[0021]4、當(dāng)輸入信號(hào)是不過(guò)零點(diǎn)信號(hào)(如5 15V)時(shí)，通過(guò)電阻R1、R4將輸入信號(hào)降壓，形成信號(hào)調(diào)理信號(hào)輸入端的電壓，進(jìn)入比較電路的比較負(fù)端(調(diào)理信號(hào)輸入端)；電阻R3、電位器RP2對(duì)電源電壓分壓后形成的比較基準(zhǔn)信號(hào)，進(jìn)入比較電路的比較正端(基準(zhǔn)信號(hào)輸入端)；通過(guò)電阻匹配使輸入信號(hào)調(diào)整到比較電路的芯片可接受范圍，并保證輸入電壓范圍在基準(zhǔn)電壓上下；5、具有通用性強(qiáng)、體積小、功耗低、穩(wěn)定性高、供電靈活等特點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之四的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之五的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型的輸出電平轉(zhuǎn)換電路的電原理圖。圖7是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的電方框圖。圖8是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的一實(shí)施例的電原理圖。圖9是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的電方框圖。圖10是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的一實(shí)施例的電原理圖。圖11是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的再一種實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，圖I是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊1，該信號(hào)調(diào)理模塊I包括一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路11，還包括一信號(hào)輸入接口 12、一信號(hào)輸出接口 13 ;所述的比較電路的輸出端輸出幅值為5V或24V的電平，通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。本實(shí)施例輸出5V電平。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊2，該信號(hào)調(diào)理模塊2包括兩個(gè)過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路211、212，每一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路還包括一信號(hào)輸入接口 22、一信號(hào)輸出接口 23 ；所述的比較電路的輸出端輸出幅值為5V或24V的電平，通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。由于船舶中供電系統(tǒng)多為24V電源，所以本實(shí)施例采用輸出24V的輸出電平。請(qǐng)參閱圖3，圖3是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之三的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊3，該信號(hào)調(diào)理模塊3包括一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路31，還包括一信號(hào)輸入接口 32、一信號(hào)輸出接口 33 ;所述的比較電路的輸出端輸出幅值為5V或24V的電平，通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。本實(shí)施例輸出24V電平。當(dāng)然也可選擇為輸出5V電平。請(qǐng)參閱圖4，圖4是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之四的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊4，該信號(hào)調(diào)理模塊4包括兩個(gè)不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路411、412，每一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路還包括一信號(hào)輸入接口 42、一信號(hào)輸出接口 43 ;所述的比較電路的輸出端輸出幅值為5V或24V的電平，通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。本實(shí)施例選擇輸出 24V的輸出電平。為滿足后級(jí)信號(hào)采集電路使用的電平信號(hào)要求，本實(shí)施例將其中一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路441輸出的24V電平通過(guò)一輸出電平轉(zhuǎn)換電路9轉(zhuǎn)換為5V電平輸出。這樣，可根據(jù)需要連接不同輸出電平例如5V或24V的電平到信號(hào)采集電路。請(qǐng)參閱圖5，圖5是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的實(shí)施例之五的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊5，包括兩個(gè)過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路511、512和兩個(gè)不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路513、514，每一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路和每一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路均還包括一信號(hào)輸入接口 52、一信號(hào)輸出接口 53 ;所述的比較電路的輸出端輸出幅值為5V或24V的電平，通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。本實(shí)施例選擇輸出24V的輸出電平；其中，一個(gè)過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路511和一個(gè)不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路513輸出24V電平后再通過(guò)一輸出電平轉(zhuǎn)換電路9輸出5V電平，另一個(gè)過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路512和另一個(gè)不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路514輸出24V電平。這樣，可根據(jù)需要連接不同輸出電平例如5V或24V的電平到信號(hào)采集電路。上述各實(shí)施例中，由于船舶機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)多為24VDC供電，而轉(zhuǎn)換模塊輸出TTL電平時(shí)需要5VDC電壓，因此必須采用輸出電平轉(zhuǎn)換電路輸出電平轉(zhuǎn)換電路9將24VDC轉(zhuǎn)換為5VDC。本實(shí)用新型的將24V輸出電平轉(zhuǎn)換為5V輸出電平的輸出電平轉(zhuǎn)換電路9可使用三端穩(wěn)壓芯片作轉(zhuǎn)換，三端穩(wěn)壓芯片具有線形好、噪聲低的優(yōu)點(diǎn)。但是，為避免三端穩(wěn)壓芯片承受高壓降時(shí)使芯片發(fā)熱過(guò)高，本實(shí)施例所述的輸出電平轉(zhuǎn)換電路采用兩個(gè)相串聯(lián)的第一穩(wěn)壓芯片U2(LM7809)和第二穩(wěn)壓芯片U3 (LM7805)，逐級(jí)降壓，如圖6所示，圖6是本實(shí)用新型的輸出電平轉(zhuǎn)換電路的電原理圖。本實(shí)施例中，所述的第一穩(wěn)壓芯片的輸入端與比較電路的輸出端輸出幅值為24V電平的端口電連接，所述的第二穩(wěn)壓芯片的輸出端輸出5V電平。請(qǐng)參閱圖7，圖7是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的電方框圖。所述的每一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路6包括濾波電路61、過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路62、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路63、比較電路64、防抖電路65 ;所述的濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器100的輸出端電連接，該濾波電路的輸出端與調(diào)理電路的輸入端電連接；所述比較電路包括一基準(zhǔn)信號(hào)輸入端和一調(diào)理信號(hào)輸入端；所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接，所述過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；所述比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路200的輸入端電連接；所述防抖電路連接在所述比較電路的輸出端與該比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端之間。所述的轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸入接口 601與所述的濾波電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口 602與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。請(qǐng)參閱圖8，圖8是本實(shí)用新型調(diào)理模塊中一個(gè)過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的一實(shí)施例的電原理圖。本實(shí)施例中，RUCl組成一階RC濾波電路，將現(xiàn)場(chǎng)的高頻干擾信號(hào)濾出，保證有效信號(hào)的品質(zhì)。轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的信號(hào)通過(guò)信號(hào)輸入接口 Al+輸入到本模塊，通過(guò)電阻Rl和電容Cl組成的低通濾波電路有效地去除了高頻的干擾信號(hào)。所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由一電阻R2和兩個(gè)反向并聯(lián)的二極管Dl、D2組成的并聯(lián)電路和一可調(diào)電子RPl相串聯(lián)構(gòu)成。D1、D2兩個(gè)反方向二級(jí)管將轉(zhuǎn)速信號(hào)鉗位在正負(fù)0. 7伏之間，并保持波形不變。比較電路在單端供電時(shí)無(wú)法承受-0. 3伏以下的電壓，所以R2、RPl將信號(hào)電平整體抬高。抬高后的高電平電壓為[(Vcc-0. 7) XR2 / (R2+RP1)+0. 7]伏，低電平電壓為[(Vcc-0. 7) XR2 / (R2+RP1) -0. 7]伏。所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路比較基準(zhǔn)信號(hào)是Vcc通過(guò)R3和RP2分壓得到的，因此基 準(zhǔn)電平為 VccX [R3 / (R3+RP2)]伏。所述的比較電路由一運(yùn)算放大器ni例如LM339的其中一比較器構(gòu)成。其基準(zhǔn)信號(hào)輸入端為U+端(5腳)，調(diào)理信號(hào)輸入端為U-端(4腳)。所述的防抖電路由正反饋電阻R5構(gòu)成，防止比較電路輸出腳形成震蕩。當(dāng)轉(zhuǎn)速信號(hào)為過(guò)零點(diǎn)的正負(fù)信號(hào)時(shí)，無(wú)論幅值是多少，經(jīng)過(guò)Dl、D2構(gòu)成的限幅電路均被鉗位在正負(fù)0. 7伏之間，形成調(diào)理輸入信號(hào)U-。由于船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般是單端供電，比較電路在單端供電時(shí)無(wú)法承受-0. 3伏以下的電壓。因此由電源VCC、電阻R2、電位器RPl組成升壓電路，將調(diào)理輸入信號(hào)在保持波形不變時(shí)電位整體抬高，進(jìn)入比較電路的比較負(fù)端。電阻R3、電位器RP2對(duì)電源電壓分壓后形成的比較基準(zhǔn)信號(hào)，進(jìn)入比較電路的比較正端(5腳)。比較電路輸出O-VCC的矩形波信號(hào)。請(qǐng)參閱圖9，圖9是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的電方框圖。所述的每一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路8包括濾波電路81、過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路82、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路83、比較電路84、防抖電路85 ;所述的濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端電連接，該濾波電路的輸出端與調(diào)理電路的輸入端電連接；所述比較電路包括一基準(zhǔn)信號(hào)輸入端和一調(diào)理信號(hào)輸入端；所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接，所述不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；所述比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端電連接；所述防抖電路連接在所述比較電路的輸出端與該比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端之間。所述的轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸入接口 801與所述的濾波電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口 802與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。請(qǐng)參閱圖10，圖10是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊中其中一個(gè)不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的一實(shí)施例的電原理圖。本實(shí)施例中，所述的不濾波電路由一電阻Rl和一電容Cl組成組成一階RC濾波電路，將現(xiàn)場(chǎng)的高頻干擾信號(hào)濾出，保證有效信號(hào)的品質(zhì)。所述的不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由一電阻Rl和另一電阻R4組成的分壓電路構(gòu)成。Rl和R4將輸入信號(hào)降壓，將信號(hào)降壓為原來(lái)電平的R4/ (R1+R4)，[0055]所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路由Vcc通過(guò)R3和RP2分壓得到的，因此基準(zhǔn)電平為VccX [R3 / (R3+RP2)]伏。所述的比較電路由一運(yùn)算放大器U21構(gòu)成，其基準(zhǔn)信號(hào)輸入端為U+端(5腳)，調(diào)理信號(hào)輸入端為U-端(4腳)。所述的防抖電路由一正反饋電阻R5構(gòu)成，防止比較器輸出腳形成震蕩。當(dāng)輸入信號(hào)是不過(guò)零點(diǎn)信號(hào)(如5 15V)時(shí)，通過(guò)電阻R1、R4將輸入信號(hào)降壓，形成信號(hào)調(diào)理輸入信號(hào)，進(jìn)入比較器比較負(fù)端(4腳)。電阻R3，電位器RP2對(duì)電源電壓分壓后形成比較基準(zhǔn)信號(hào)，進(jìn)入比較電路的比較正端(5腳)。通過(guò)電阻匹配使輸入信號(hào)調(diào)整到設(shè)定范圍，并保證輸入電壓范圍在基準(zhǔn)電壓上下。請(qǐng)參閱圖11，圖11是本實(shí)用新型信號(hào)調(diào)理模塊的再一種實(shí)施例的電原理圖。該實(shí)施例包括兩過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路和兩不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路，將四路比較電路集成在一個(gè)集成電路例如LM139中，使整個(gè)模塊的體積大大縮小。由于LM139溫度范圍-55°C 125°C，可滿足和適用于各種環(huán)境。本實(shí)施例中，PI1、PI2、PI3、PI4分別是本轉(zhuǎn)換模塊的第一輸入通道、第二輸入通道、第三輸入通道、第四輸入通道。P01、P02、P03、P04分別是本轉(zhuǎn)換模塊的第一輸出通道、第二輸出通道、第三輸出通道、第四輸出通道。其中第一通道輸入為過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)，輸出24伏方波信號(hào)；第二通道輸入過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)，輸出5伏方波信號(hào)；第三通道輸入不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)，輸出24伏方波信號(hào)；第四通道輸入不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)，輸出5伏方波信號(hào)。這樣，過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)和不過(guò)零點(diǎn)轉(zhuǎn)速信號(hào)都可以轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)TTL方波信號(hào)和CMOS方波信號(hào)信號(hào)采集電路。本實(shí)用新型具有通用性強(qiáng)、體積小、功耗低、穩(wěn)定性高、供電靈活等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，包括至少一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路和/或至少一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路；其中 所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路包括濾波電路、過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路、比較電路、防抖電路；所述的濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端電連接，該濾波電路的輸出端與調(diào)理電路的輸入端電連接；所述比較電路包括一基準(zhǔn)信號(hào)輸入端和一調(diào)理信號(hào)輸入端；所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接，所述過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；所述比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端電連接；所述防抖電路連接在所述比較電路的輸出端與該比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端之間； 所述的不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路包括濾波電路、不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路、比較電路、防抖電路；所述的濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端電連接，該濾波電路的輸出端與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸入端電連接；所述比較電路包括一基準(zhǔn)信號(hào)輸入端和一調(diào)理信號(hào)輸入端；所述基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接，所述不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；所述比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端電連接；所述防抖電路連接在所述比較電路的輸出端與該比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，每一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路或每一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路還各包括一信號(hào)輸入接口和一信號(hào)輸出接口 ； 所述的轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸入接口與所述的濾波電路的輸入端電連接； 所述的比較電路的輸出端通過(guò)所述的信號(hào)輸出接口與所述的信號(hào)采集電路的輸入端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，還包括一將24V輸出電平轉(zhuǎn)換為5V輸出電平的輸出電平轉(zhuǎn)換電路，所述的輸出電平轉(zhuǎn)換電路包括相串聯(lián)的一第一穩(wěn)壓芯片和一第二穩(wěn)壓芯片，所述的第一穩(wěn)壓芯片的輸入端與比較電路的輸出端輸出幅值為24V電平的端口電連接，所述的第二穩(wěn)壓芯片的輸出端輸出5V電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的濾波電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的濾波電路相同，均由一電阻Rl和一電容Cl組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由一電阻R2與兩個(gè)反向并聯(lián)的二極管D1、D2組成的并聯(lián)電路、以及與該并聯(lián)電路相串聯(lián)的一可調(diào)電阻RPl構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由一電阻Rl和另一電阻R4組成的分壓電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路相同，均由可調(diào)節(jié)的電阻構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路均由電阻R3和一可調(diào)電阻RP2組成的分壓電路構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的比較電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的比較電路相同，均由一運(yùn)算放大器或一集成電路構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特征在于，所述的過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的防抖電路與不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路的防抖電路相同，均由一正反饋電阻R5構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種船舶機(jī)艙轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)調(diào)理模塊，其特點(diǎn)是，包括至少一過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路和/或至少一不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路；過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路包括濾波電路、過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路、比較電路、防抖電路；不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理支路包括濾波電路、不過(guò)零轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路、基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路、比較電路、防抖電路。濾波電路的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端電連接，其輸出端與調(diào)理電路的輸入端電連接；基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與比較電路的基準(zhǔn)信號(hào)輸入端電連接；調(diào)理電路的輸出端與比較電路的調(diào)理信號(hào)輸入端電連接；比較電路的輸出端與信號(hào)采集電路的輸入端電連接。具有通用性強(qiáng)、體積小、功耗低、穩(wěn)定性高、供電靈活等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K5/135GK202475384SQ20122005444
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者吳帆, 孫聚川, 宋杰, 張平, 李晶, 陳嘉雄 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所