CN109660252B - 便携式气象测量仪信号校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了便携式气象测量仪信号校准装置，包括频率采集电路、分频校准电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集便携式气象测量仪工作时的模拟信号频率，运用运放器AR1同相放大功率后输入分频校准电路内，所述分频校准电路运用电感L1、电感L2和电阻R4、电阻R5以及电容C2、电容C3、电容C6组成分频电路对信号分频处理，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位，能够将数据信号频率转化为便携式气象测量仪的数据信号的补偿信号，同时对信号进行自动校准。
Description
技术领域
本发明涉及信号校准技术领域，特别是涉及便携式气象测量仪信号校准装置。
背景技术
便携式气象站主要作用是用于气象要素的监测，可以实时监测风速、风向、雨量、温度、湿度、气压等多种气象要素信息，为使用者及时提供可以参考的数据支撑！然而实际中，恶劣环境下，尤其是暴风雨下，便携式气象测量仪控制终端分析信号用的数据信号在传输过程中，往往会出现数据信号在传输过程中衰减，导致便携式气象测量仪控制终端接收到的信号失真，严重降低便携式气象测量仪的测量结果精度。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供便携式气象测量仪信号校准装置，具有构思巧妙、人性化设计的特性， 能够将数据信号频率转化为便携式气象测量仪的数据信号的补偿信号，同时对信号进行自动校准。
其解决的技术方案是，便携式气象测量仪信号校准装置，包括频率采集电路、分频校准电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集便携式气象测量仪工作时的模拟信号频率，运用运放器AR1同相放大功率后输入分频校准电路内，所述分频校准电路运用电感L1、电感L2和电阻R4、电阻R5以及电容C2、电容C3、电容C6组成分频电路对信号分频处理，分频后的信号一路输入电阻R7二极管D3和电容C7组成的缓冲电路内缓冲信号，同时运用三极管Q2和三极管Q3组成的复合电路滤除信号中的异常信号，另一路运用运放器AR2同相放大信号，并且三极管Q1反馈调节运放器AR2输出信号电位，最后两路信号一起输入运放滤波电路内，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位；
所述分频校准电路包括电感L1，电感L1的一端接电阻R4的一端和电容C2的一端，电感L1的另一端接电感L3、电容C6的一端和电容C3的一端以及电阻R4的另一端，电容C6的另一端接电阻R5的一端，电阻R5、电容C3的另一端接地，电感L3的另一端接电阻R7的一端和二极管D3的正极、二极管D4的负极以及三极管Q4的集电极，电阻R4的另一端和二极管D3的负极接电容C7的一端，电容C7的另一端接二极管D4的正极、三极管Q4的发射极和电阻R10的一端、三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接电阻R10的另一端、电阻R11的一端和三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极接电阻R11的另一端，三极管Q2的集电极接电阻R14的一端，三极管Q3的发射极接电阻R14的另一端，电容C2的另一端接电感L2、电容C5的一端，电感L2的另一端接地，电容C5的另一端接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R6的一端和三极管Q1的发射极，电阻R6的另一端接地，三极管Q1的基极接稳压管D2的负极和电阻R8的一端，稳压管D2的正极接地，电阻R8的另一端接三极管Q1的集电极和电阻R9的一端、运放器AR2的输出端、二极管D5的正极以及电源+6V，二极管D5的负极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R14的另一端。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1.电感L1为滤波电感，电阻R4为分压电阻，而电容C3为旁路电容，滤除高频信号，将低频信号锁定在电感L3处，同时电容C2和电容C5为去耦电容，滤除低频信号，将高频信号锁定在运放器AR2同相输入端处，起到分频的效果，分频后的信号一路输入电阻R7二极管D3和电容C7组成的缓冲电路内缓冲信号，为滤除异常信号准备，同时运用三极管Q2和三极管Q3组成的复合电路滤除信号中的异常信号。
2.运用运放器AR2同相放大信号，放大信号功率，并且运用三极管Q1反馈调节运放器AR2输出信号电位，当信号为高电平信号时，三极管Q1导通，反馈信号至运放器AR2反相输入端处，降低运放器AR2输出端电位，同时运放器AR2输出电位为三极管Q4的基极电位，起到缓冲信号的效果，实现了对信号的自动校准。
3. 运用运放器AR3放大信号，此时运放器AR3起到加法电路的效果，运放器AR3放大信号功率，补偿信号的导通损耗，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位，防止信号衰减。
附图说明
图1为本发明便携式气象测量仪信号校准装置的模块图。
图2为本发明便携式气象测量仪信号校准装置的原理图。
图3为本发明便携式气象测量仪信号校准装置分频校准电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，便携式气象测量仪信号校准装置，包括频率采集电路、分频校准电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集便携式气象测量仪工作时的模拟信号频率，运用运放器AR1同相放大功率后输入分频校准电路内，所述分频校准电路运用电感L1、电感L2和电阻R4、电阻R5以及电容C2、电容C3、电容C6组成分频电路对信号分频处理，分频后的信号一路输入电阻R7二极管D3和电容C7组成的缓冲电路内缓冲信号，同时运用三极管Q2和三极管Q3组成的复合电路滤除信号中的异常信号，另一路运用运放器AR2同相放大信号，并且三极管Q1反馈调节运放器AR2输出信号电位，最后两路信号一起输入运放滤波电路内，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位；
所述分频校准电路运用电感L1、电感L2和电阻R4、电阻R5以及电容C2、电容C3、电容C6组成分频电路对信号分频处理，分频电路将信号分为两路，电感L1为滤波电感，电阻R4为分压电阻，而电容C3为旁路电容，滤除高频信号，将低频信号锁定在电感L3处，同时电容C2和电容C5为去耦电容，滤除低频信号，将高频信号锁定在运放器AR2同相输入端处，起到分频的效果，分频后的信号一路输入电阻R7二极管D3和电容C7组成的缓冲电路内缓冲信号，为滤除异常信号准备，同时运用三极管Q2和三极管Q3组成的复合电路滤除信号中的异常信号，当信号为异常信号时，此时三极管Q2、三极管Q3不导通，隔断异常信号，当信号为正常信号时，此时三极管Q2、三极管Q3导通，将信号输入运放滤波电路内，另一路运用运放器AR2同相放大信号，放大信号功率，并且运用三极管Q1反馈调节运放器AR2输出信号电位，当信号为高电平信号时，三极管Q1导通，反馈信号至运放器AR2反相输入端处，降低运放器AR2输出端电位，同时运放器AR2输出电位为三极管Q4的基极电位，起到缓冲信号的效果，实现了对信号的自动校准，电感L1的一端接电阻R4的一端和电容C2的一端，电感L1的另一端接电感L3、电容C6的一端和电容C3的一端以及电阻R4的另一端，电容C6的另一端接电阻R5的一端，电阻R5、电容C3的另一端接地，电感L3的另一端接电阻R7的一端和二极管D3的正极、二极管D4的负极以及三极管Q4的集电极，电阻R4的另一端和二极管D3的负极接电容C7的一端，电容C7的另一端接二极管D4的正极、三极管Q4的发射极和电阻R10的一端、三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接电阻R10的另一端、电阻R11的一端和三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极接电阻R11的另一端，三极管Q2的集电极接电阻R14的一端，三极管Q3的发射极接电阻R14的另一端，电容C2的另一端接电感L2、电容C5的一端，电感L2的另一端接地，电容C5的另一端接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R6的一端和三极管Q1的发射极，电阻R6的另一端接地，三极管Q1的基极接稳压管D2的负极和电阻R8的一端，稳压管D2的正极接地，电阻R8的另一端接三极管Q1的集电极和电阻R9的一端、运放器AR2的输出端、二极管D5的正极以及电源+6V，二极管D5的负极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R14的另一端。
实施例二，在实施例一的基础上，所述运放滤波电路运用运放器AR3放大信号，此时运放器AR3起到加法电路的效果，运放器AR3放大信号功率，补偿信号的导通损耗，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位，防止信号衰减，运放器AR3的同相输入端接电阻R12的另一端，运放器AR3的反相输入端接电阻R13、电阻R15的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R15的另一端接运放器AR3的输出端和电感L4的一端、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电感L4的另一端接电容C9的一端和电阻R16的一端，电容C9的另一端接地，电阻R16的另一端接信号输出端口。
实施三，在实施例一的基础上，所述频率采集电路选用型号为SJ-ADC的频率采集器J1采集便携式气象测量仪工作时的模拟信号频率，运用运放器AR1同相放大功率后输入分频校准电路内，其中稳压管D1稳压，频率采集器J1的电源端接电容C1的一端和电源+5V，频率采集器J1的接地端接地，频率采集器J1的输出端接电容C1的另一端和稳压管D1的负极以及电阻R1的一端，稳压管D1的正极接地，电阻R1的另一端接运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电阻R2、电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，电阻R2的另一端接运放器AR1的输出端和电感L1的一端。
本发明具体使用时，便携式气象测量仪信号校准装置，包括频率采集电路、分频校准电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集便携式气象测量仪工作时的模拟信号频率，运用运放器AR1同相放大功率后输入分频校准电路内，所述分频校准电路运用电感L1、电感L2和电阻R4、电阻R5以及电容C2、电容C3、电容C6组成分频电路对信号分频处理，分频电路将信号分为两路，电感L1为滤波电感，电阻R4为分压电阻，而电容C3为旁路电容，滤除高频信号，将低频信号锁定在电感L3处，同时电容C2和电容C5为去耦电容，滤除低频信号，将高频信号锁定在运放器AR2同相输入端处，起到分频的效果，分频后的信号一路输入电阻R7二极管D3和电容C7组成的缓冲电路内缓冲信号，为滤除异常信号准备，同时运用三极管Q2和三极管Q3组成的复合电路滤除信号中的异常信号，当信号为异常信号时，此时三极管Q2、三极管Q3不导通，隔断异常信号，当信号为正常信号时，此时三极管Q2、三极管Q3导通，将信号输入运放滤波电路内，另一路运用运放器AR2同相放大信号，放大信号功率，并且运用三极管Q1反馈调节运放器AR2输出信号电位，当信号为高电平信号时，三极管Q1导通，反馈信号至运放器AR2反相输入端处，降低运放器AR2输出端电位，同时运放器AR2输出电位为三极管Q4的基极电位，起到缓冲信号的效果，实现了对信号的自动校准， 所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.便携式气象测量仪信号校准装置，包括频率采集电路、分频校准电路和运放滤波电路，其特征在于，所述频率采集电路采集便携式气象测量仪工作时的模拟信号频率，运用运放器AR1同相放大功率后输入分频校准电路内，所述分频校准电路运用电感L1、电感L2和电阻R4、电阻R5以及电容C2、电容C3、电容C6组成分频电路对信号分频处理，分频后的信号一路输入电阻R7二极管D3和电容C7组成的缓冲电路内缓冲信号，同时运用三极管Q2和三极管Q3组成的复合电路滤除信号中的异常信号，另一路运用运放器AR2同相放大信号，并且三极管Q1反馈调节运放器AR2输出信号电位，两路信号一起输入运放滤波电路内，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电感L4和电容C8、电容C9组成的π型滤波电路滤波后输出，也即是补偿便携式气象测量仪工作时控制终端的数据信号电位；
所述分频校准电路包括电感L1，电感L1的一端接电阻R4的一端和电容C2的一端，电感L1的另一端接电感L3、电容C6的一端和电容C3的一端以及电阻R4的另一端，电容C6的另一端接电阻R5的一端，电阻R5、电容C3的另一端接地，电感L3的另一端接电阻R7的一端和二极管D3的正极、二极管D4的负极以及三极管Q4的集电极，电阻R7的另一端和二极管D3的负极接电容C7的一端，电容C7的另一端接二极管D4的正极、三极管Q4的发射极和电阻R10的一端、三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接电阻R10的另一端、电阻R11的一端和三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极接电阻R11的另一端，三极管Q2的集电极接电阻R14的一端，三极管Q3的发射极接电阻R14的另一端，电容C2的另一端接电感L2、电容C5的一端，电感L2的另一端接地，电容C5的另一端接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R6的一端和三极管Q1的发射极，电阻R6的另一端接地，三极管Q1的基极接稳压管D2的负极和电阻R8的一端，稳压管D2的正极接地，电阻R8的另一端接三极管Q1的集电极和电阻R9的一端、运放器AR2的输出端、二极管D5的正极以及电源+6V，二极管D5的负极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R14的另一端，三极管Q4的基极接电阻R9的另一端。
2.如权利要求1所述便携式气象测量仪信号校准装置，其特征在于，所述运放滤波电路包括运放器AR3，运放器AR3的同相输入端接电阻R12的另一端，运放器AR3的反相输入端接电阻R13、电阻R15的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R15的另一端接运放器AR3的输出端和电感L4的一端、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电感L4的另一端接电容C9的一端和电阻R16的一端，电容C9的另一端接地，电阻R16的另一端接信号输出端口。
3.如权利要求1所述便携式气象测量仪信号校准装置，其特征在于，所述频率采集电路包括型号为SJ-ADC的频率采集器J1，频率采集器J1的电源端接电容C1的一端和电源+5V，频率采集器J1的接地端接地，频率采集器J1的输出端接电容C1的另一端和稳压管D1的负极以及电阻R1的一端，稳压管D1的正极接地，电阻R1的另一端接运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电阻R2、电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，电阻R2的另一端接运放器AR1的输出端和电感L1的一端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Signal calibration device of portable meteorological instrument Effective date of registration: 20221230 Granted publication date: 20200317 Pledgee: Bank of Zhengzhou Co.,Ltd. Zhongyuan Science and Technology City Sub branch Pledgor: HENAN XINANLI SAFETY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980029747 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |