CN105092878A - 基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，包括光电传感电路、触发器电路、单稳态延时电路、恒流源电路和表头电路，光电传感电路连接触发器电路，触发器电路连接单稳态延时电路，恒流源电路分别连接单稳态延时电路和表头电路；单稳态延时电路内设置有单稳态时基芯片电路、切换开关及电阻切换电路，单稳态时基芯片电路分别连接恒流源电路、表头电路和切换开关电路，切换开关电路分别连接电阻切换电路、表头电路和恒流源电路，恒流源电路还连接单稳态时基芯片电路，采用电阻切换进行单稳态延时功能调节，从而有效保证单稳态电路的延时时间，定量的设定5档不同的暂稳脉宽，以便能够精确的对旋转空预器的转速进行精密测量。

Description

基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体的说，是基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路。

背景技术

空预器是电厂重要的大型运转设备，旋转式空预器故障直接导致降负荷运行或停机，而且旋转式空预器检修时间长、难度大。因此对旋转空预器的转速进行精密测量，对转速异常情况进行实时报警及保护对整个机组的安全稳定运行，减少非计划停机有着十分重要的意义。

空预器转速慢，大约每分钟一转（0~0.999转/分），要求高精度测量每分钟一转的转速，不能使用一般的测量办法。如果要求测量系统每秒钟转换一次，以4～20的标准信号输出，D/A转换器精度为12位（0.25‰的精度），那么在正常转速下，每秒至少要接收到4096个脉冲，也就是转一周至少接收245760个脉冲，在这种情况下，只能采用目前较为先进的光栅传感器，才能达到这样的测量精度。

光栅传感器，光栅技术出现100多年了，随着光栅的刻制技术、电子技术的发展，光栅传感器在近二三十年得到了急剧的发展。已广泛应用于转速和长度的精密测量中。

光栅传感器的优点：

输出的天然数字量信号。所谓天然数字量，是指它的原始输出信号是脉冲信号，这样很容易和数字电路相适配。

高精度，在光刻技术和电子细分技术进步的保证下，以及莫尔条纹具有对局部误差的消除作用，光栅式传感测量的精度可以作得很高。（整圆为162000条栅线）

较强的抗干扰能力，因为是数字量的输出，信号幅度高，因此对于弱信号的抗干扰能力强。

惯量小，和其它形式的传感器相比，光栅式传感器由于是薄盘形式，所以质量、惯性都小。这样在组成系统时，对系统的动态性能影响很小。

发明内容

本发明的目的在于提供基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，采用电阻切换进行单稳态延时功能调节，从而有效保证单稳态电路的延时时间，定量的设定5档不同的暂稳脉宽，以便能够精确的对旋转空预器的转速进行精密测量。

本发明通过下述技术方案实现：基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，包括光电传感电路、触发器电路、单稳态延时电路、恒流源电路和表头电路，所述光电传感电路连接触发器电路，所述触发器电路连接单稳态延时电路，所述恒流源电路分别连接单稳态延时电路和表头电路；所述单稳态延时电路内设置有单稳态时基芯片电路、切换开关及电阻切换电路，所述单稳态时基芯片电路分别连接恒流源电路、表头电路和切换开关电路，所述切换开关电路分别连接电阻切换电路、表头电路和恒流源电路，所述恒流源电路还连接单稳态时基芯片电路，所述电阻切换电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第一端皆连接在单稳态时基芯片电路上，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第二端皆连接在切换开关电路上。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述单稳态时基芯片电路包括时基芯片U2、电阻R2、电容C3及电容C4，所述时基芯片U2的重置脚和电源脚共接且与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第一端连接；所述时基芯片U2的重置锁定脚和放电脚共接且与切换开关电路连接；所述电容C4的第一端连接时基芯片U2的重置锁定脚，且电容C4的第二端与电容C3的第二端连接；所述电容C3的第一端与时基芯片U2的控制脚连接，且电容C3的第二端与时基芯片U2的接地脚连接并接地；所述时基芯片U2的输出脚与恒流源电路连接，所述时基芯片U2的触发点脚与触发器电路连接，所述电阻R2的第一端连接时基芯片U2的电源脚，且电阻R2的第二脚连接时基芯片U2的触发点脚。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述切换开关电路包括相互联动的切换开关K1和切换开关K2，所述切换开关K1的固定端与时基芯片U2的重置锁定脚连接，所述切换开关K1的投切端分别与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第二端连接；所述切换开关K2与表头电路连接。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述触发器电路包括时基芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2及电位器W1，所述时基芯片U1的电源脚及重置脚共接且与电位器W1的第一固定端连接，且时基芯片U1的电源脚与时基芯片U2的电源脚连接；所述电位器W1的第二固定端接地且电位器W1的可调端与时基芯片U1的控制脚连接；所述时基芯片U1的输出脚通过电容C2与时基芯片U2的触发点脚连接；所述时基芯片U1的接地脚接地；所述电阻R1的第一脚与时基芯片U1的电源脚连接，且电阻R1的第二脚分别与光电传感电路和电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端连接在时基芯片U1的触发点脚和重置锁定脚上。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述恒流源电路包括场效应管VT1、电位器W2及电阻R8，所述场效应管VT1的源极与时基芯片U2的输出脚连接，所述场效应管VT1的栅极与电位器W2的可调端连接，所述电位器W2的第一固定端与场效应管W2的漏极连接，且电位器W2的第二固定端分别与表头电路和电阻R8的第一端连接，所述电阻R8的第二端接地。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述表头电路包括电位器W3、安培表、电容C5及电容C6，所述电位器W3的第一固定端与电位器W2的第二固定端连接，且电位器W3的第二固定端和电位器W3的可调端共接并与安培表的正极端连接；所述安培表的正极端分别与切换开关K2的固定端和电容C5的第一端连接，且安培表的负极端与电容C5的第二端连接并接地；所述电容C6的第一端与切换开关K2的投切端连接，且电容C6的第二端接地。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述电容C5及电容C6皆采用电解电容，且电容C5的正极与安培表的正极端连接，且电容C6的正极与切换开关K2的投切端连接。

进一步的为更好的实现本发明，特别设置有下述结构：所述光电传感电路包括光敏三极管Q1，所述光敏三极管Q1的集电极皆电阻R1的第二端，且光敏三极管Q1的发射极接地。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明采用电阻切换进行单稳态延时功能调节，从而有效保证单稳态电路的延时时间，定量的设定5档不同的暂稳脉宽，以便能够精确的对旋转空预器的转速进行精密测量。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，采用电阻切换进行单稳态延时功能调节，从而有效保证单稳态电路的延时时间，定量的设定5档不同的暂稳脉宽，以便能够精确的对旋转空预器的转速进行精密测量，如图1所示，特别设置成下述结构：包括光电传感电路、触发器电路、单稳态延时电路、恒流源电路和表头电路，所述光电传感电路连接触发器电路，所述触发器电路连接单稳态延时电路，所述恒流源电路分别连接单稳态延时电路和表头电路；所述单稳态延时电路内设置有单稳态时基芯片电路、切换开关及电阻切换电路，所述单稳态时基芯片电路分别连接恒流源电路、表头电路和切换开关电路，所述切换开关电路分别连接电阻切换电路、表头电路和恒流源电路，所述恒流源电路还连接单稳态时基芯片电路，所述电阻切换电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第一端皆连接在单稳态时基芯片电路上，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第二端皆连接在切换开关电路上。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述单稳态时基芯片电路包括时基芯片U2、电阻R2、电容C3及电容C4，所述时基芯片U2的重置脚4和电源脚8共接且与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第一端连接；所述时基芯片U2的重置锁定脚6和放电脚7共接且与切换开关电路连接；所述电容C4的第一端连接时基芯片U2的重置锁定脚6，且电容C4的第二端与电容C3的第二端连接；所述电容C3的第一端与时基芯片U2的控制脚5连接，且电容C3的第二端与时基芯片U2的接地脚1连接并接地；所述时基芯片U2的输出脚3与恒流源电路连接，所述时基芯片U2的触发点脚2与触发器电路连接，所述电阻R2的第一端连接时基芯片U2的电源脚8，且电阻R2的第二脚连接时基芯片U2的触发点脚2。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述切换开关电路包括相互联动的切换开关K1和切换开关K2，所述切换开关K1的固定端与时基芯片U2的重置锁定脚6连接，所述切换开关K1的投切端分别与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第二端连接；所述切换开关K2与表头电路连接。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述触发器电路包括时基芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2及电位器W1，所述时基芯片U1的电源脚8及重置脚4共接且与电位器W1的第一固定端连接，且时基芯片U1的电源脚8与时基芯片U2的电源脚8连接；所述电位器W1的第二固定端接地且电位器W1的可调端与时基芯片U1的控制脚5连接；所述时基芯片U1的输出脚通过电容C2与时基芯片U2的触发点脚2连接；所述时基芯片U1的接地脚1接地；所述电阻R1的第一脚与时基芯片U1的电源脚8连接，且电阻R1的第二脚分别与光电传感电路和电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端连接在时基芯片U1的触发点脚2和重置锁定脚6上。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述恒流源电路包括场效应管VT1、电位器W2及电阻R8，所述场效应管VT1的源极与时基芯片U2的输出脚3连接，所述场效应管VT1的栅极与电位器W2的可调端连接，所述电位器W2的第一固定端与场效应管W2的漏极连接，且电位器W2的第二固定端分别与表头电路和电阻R8的第一端连接，所述电阻R8的第二端接地。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述表头电路包括电位器W3、安培表、电容C5及电容C6，所述电位器W3的第一固定端与电位器W2的第二固定端连接，且电位器W3的第二固定端和电位器W3的可调端共接并与安培表的正极端连接；所述安培表的正极端分别与切换开关K2的固定端和电容C5的第一端连接，且安培表的负极端与电容C5的第二端连接并接地；所述电容C6的第一端与切换开关K2的投切端连接，且电容C6的第二端接地。

实施例7：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述电容C5及电容C6皆采用电解电容，且电容C5的正极与安培表的正极端连接，且电容C6的正极与切换开关K2的投切端连接。

实施例8：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，如图1所示，特别设置有下述结构：所述光电传感电路包括光敏三极管Q1，所述光敏三极管Q1的集电极皆电阻R1的第二端，且光敏三极管Q1的发射极接地。

在设计使用时，还设置有电源VCC，所述时基芯片U1、时基芯片U2的电源脚分别连接电源VCC，且电源VCC为6~15v直流电源；光电传感电路（光敏三极管Q1）采用光敏管3DU12或3DU5；所述时基芯片U1和时基芯片U5皆采用NE555时基芯片，一般是在转动盘上打小孔透光，对侧放一发光源，转一圈从孔中透一次光。平时，3DU12或3DU5管因无光照，呈高阻，一旦透光，因光照呈低阻，有一负向尖脉冲加至NE555的触发点脚2，则时基芯片U1置位，翻转一次。时基芯片U2（NE555）和电阻R2、电容C3及电容C4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7组成单稳态延时电路，td=1.1（R4～R8）C4，不同档，对应不同的暂稳脉宽。转速不同，时基芯片U1的返转次数不同，输出波形的占空比不同。场效应管VT1、电位器W2及电阻R8组成恒流源电路，在高电平期间导通，经电位器W3和电容C5平滑滤波，在安培表（mA表）上显示其转速的相对大小。电位器W2用于调节安培表的满刻度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：包括光电传感电路、触发器电路、单稳态延时电路、恒流源电路和表头电路，所述光电传感电路连接触发器电路，所述触发器电路连接单稳态延时电路，所述恒流源电路分别连接单稳态延时电路和表头电路；所述单稳态延时电路内设置有单稳态时基芯片电路、切换开关及电阻切换电路，所述单稳态时基芯片电路分别连接恒流源电路、表头电路和切换开关电路，所述切换开关电路分别连接电阻切换电路、表头电路和恒流源电路，所述恒流源电路还连接单稳态时基芯片电路，所述电阻切换电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第一端皆连接在单稳态时基芯片电路上，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第二端皆连接在切换开关电路上。

2.根据权利要求1所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述单稳态时基芯片电路包括时基芯片U2、电阻R2、电容C3及电容C4，所述时基芯片U2的重置脚和电源脚共接且与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第一端连接；所述时基芯片U2的重置锁定脚和放电脚共接且与切换开关电路连接；所述电容C4的第一端连接时基芯片U2的重置锁定脚，且电容C4的第二端与电容C3的第二端连接；所述电容C3的第一端与时基芯片U2的控制脚连接，且电容C3的第二端与时基芯片U2的接地脚连接并接地；所述时基芯片U2的输出脚与恒流源电路连接，所述时基芯片U2的触发点脚与触发器电路连接，所述电阻R2的第一端连接时基芯片U2的电源脚，且电阻R2的第二脚连接时基芯片U2的触发点脚。

3.根据权利要求2所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述切换开关电路包括相互联动的切换开关K1和切换开关K2，所述切换开关K1的固定端与时基芯片U2的重置锁定脚连接，所述切换开关K1的投切端分别与电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7的第二端连接；所述切换开关K2与表头电路连接。

4.根据权利要求3所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述触发器电路包括时基芯片U1、电阻R1、电容C1、电容C2及电位器W1，所述时基芯片U1的电源脚及重置脚共接且与电位器W1的第一固定端连接，且时基芯片U1的电源脚与时基芯片U2的电源脚连接；所述电位器W1的第二固定端接地且电位器W1的可调端与时基芯片U1的控制脚连接；所述时基芯片U1的输出脚通过电容C2与时基芯片U2的触发点脚连接；所述时基芯片U1的接地脚接地；所述电阻R1的第一脚与时基芯片U1的电源脚连接，且电阻R1的第二脚分别与光电传感电路和电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端连接在时基芯片U1的触发点脚和重置锁定脚上。

5.根据权利要求4所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述恒流源电路包括场效应管VT1、电位器W2及电阻R8，所述场效应管VT1的源极与时基芯片U2的输出脚连接，所述场效应管VT1的栅极与电位器W2的可调端连接，所述电位器W2的第一固定端与场效应管W2的漏极连接，且电位器W2的第二固定端分别与表头电路和电阻R8的第一端连接，所述电阻R8的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述表头电路包括电位器W3、安培表、电容C5及电容C6，所述电位器W3的第一固定端与电位器W2的第二固定端连接，且电位器W3的第二固定端和电位器W3的可调端共接并与安培表的正极端连接；所述安培表的正极端分别与切换开关K2的固定端和电容C5的第一端连接，且安培表的负极端与电容C5的第二端连接并接地；所述电容C6的第一端与切换开关K2的投切端连接，且电容C6的第二端接地。

7.根据权利要求6所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述电容C5及电容C6皆采用电解电容，且电容C5的正极与安培表的正极端连接，且电容C6的正极与切换开关K2的投切端连接。

8.根据权利要求7所述的基于电阻切换控制单稳态延时功能的光电转换转速表电路，其特征在于：所述光电传感电路包括光敏三极管Q1，所述光敏三极管Q1的集电极皆电阻R1的第二端，且光敏三极管Q1的发射极接地。