CN113391085A - 一种传感器输出滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传感器输出滤波装置，包括信号放大调节电路和滤波稳定调节电路，信号放大调节电路用于对光电转速传感器的输出信号进行增强处理，并将处理后的信号送入滤波稳定调节电路中，本发明通过设计RC滤波器和LC滤波器可以很好地对光电转速传感器的输出信号进行降噪，有效避免外部环境因素干扰检测信号精度，并采用零漂移反相放大器很好地消除温漂影响，使传感器适用环境更广，最后利用反馈稳幅组件保证检测信号的稳定输出，使微处理器数据处理更加稳定可靠，极大地提升了转速检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及传感器检测技术领域，特别是涉及一种传感器输出滤波装置。
背景技术
转速是电机性能测试中一个重要的特性参量，动力机械的许多特性参数都离不开转速相关的函数关系，所以转速测量是工业生产各个领域的要点。光电转速传感器作为转速检测的重要元件，其根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的电子器件，当它发出的光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。它包含调制光源，由光敏元件等组成的光学系统、放大器、开关或模拟量输出装置。受到外部环境因素干扰，光电转速传感器的检测信号在传输过程中容易混杂大量杂波，且信号在放大处理时容易产生温漂，极大地影响转速检测的准确度。
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一种传感器输出滤波装置。
其解决的技术方案是：一种传感器输出滤波装置，包括信号放大调节电路和滤波稳定调节电路，所述信号放大调节电路用于对光电转速传感器的输出信号进行增强处理，并将处理后的信号送入所述滤波稳定调节电路中，所述滤波稳定调节电路包括LC滤波器和反馈稳幅组件，所述LC滤波器的输入端连接所述信号放大调节电路的输出端，所述LC滤波器的输出端连接所述反馈稳幅组件的输入端，所述反馈稳幅组件的输出端连接微处理器。
进一步的，所述信号放大调节电路包括RC滤波器和放大调节器，所述RC滤波器包括电阻R1、R2和电容C1，电阻R1和电容C1的一端连接所述光电转速传感器的信号输出端，电阻R1和电容C1的另一端连接所述放大调节器，并通过电阻R2接地，所述放大调节器为零漂移反相放大器。
进一步的，所述零漂移反相放大器包括运放器AR1和AR2，运放器AR1同相输入端连接电阻R3的一端和所述RC滤波器，运放器AR1的反相输入端通过电容C2连接运放器AR1的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接运放器AR2的反相输入端，运放器AR2的同相输入端通过并联的电阻R5和电容C3接地，运放器AR2的输出端连接电阻R3的另一端和所述LC滤波器的输入端。
进一步的，所述LC滤波器包括包括电容C4、C5和电感L1，电容C4和电感L1的一端连接运放器AR2的输出端，电感L1的另一端连接电容C5的一端，电容C4和C5的另一端接地。
进一步的，所述反馈稳幅组件包括MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接电容C5和电阻R6的一端，MOS管Q1的源极通过电阻R7连接电容C7、变阻器RP1的一端和所述微处理器，变阻器RP1的滑动端连接运放器AR3的反相输入端，电容C7和变阻器RP1的另一端接地，运放器AR3的同相输入端接地，运放器AR3的输出端连接电阻R6的另一端和MOS管Q1的栅极，并通过电容C6接地。
通过以上技术方案，本发明的有益效果为：
1.本发明通过设计RC滤波器和LC滤波器可以很好地对光电转速传感器的输出信号进行降噪，有效避免外部环境因素干扰检测信号精度；
2.采用零漂移反相放大器很好地消除温漂影响，使传感器适用环境更广，抗干扰性能强；
3.利用反馈稳幅组件保证检测信号的稳定输出，使微处理器数据处理更加稳定可靠，极大地提升了转速检测精度。
附图说明
图1为本发明的信号放大调节电路原理图。
图2为本发明的滤波稳定调节电路原理图。
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2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。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
一种传感器输出滤波装置，包括信号放大调节电路和滤波稳定调节电路，信号放大调节电路用于对光电转速传感器的输出信号进行增强处理，并将处理后的信号送入滤波稳定调节电路中，滤波稳定调节电路包括LC滤波器和反馈稳幅组件，LC滤波器的输入端连接信号放大调节电路的输出端，LC滤波器的输出端连接反馈稳幅组件的输入端，反馈稳幅组件的输出端连接微处理器。
如图1所示，信号放大调节电路包括RC滤波器和放大调节器，RC滤波器包括电阻R1、R2和电容C1，电阻R1和电容C1的一端连接光电转速传感器的信号输出端，电阻R1和电容C1的另一端连接放大调节器，并通过电阻R2接地，放大调节器为零漂移反相放大器。
零漂移反相放大器包括运放器AR1和AR2，运放器AR1同相输入端连接电阻R3的一端和RC滤波器，运放器AR1的反相输入端通过电容C2连接运放器AR1的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接运放器AR2的反相输入端，运放器AR2的同相输入端通过并联的电阻R5和电容C3接地，运放器AR2的输出端连接电阻R3的另一端和LC滤波器的输入端。
如图2所示，LC滤波器包括包括电容C4、C5和电感L1，电容C4和电感L1的一端连接运放器AR2的输出端，电感L1的另一端连接电容C5的一端，电容C4和C5的另一端接地。
反馈稳幅组件包括MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接电容C5和电阻R6的一端，MOS管Q1的源极通过电阻R7连接电容C7、变阻器RP1的一端和微处理器，变阻器RP1的滑动端连接运放器AR3的反相输入端，电容C7和变阻器RP1的另一端接地，运放器AR3的同相输入端接地，运放器AR3的输出端连接电阻R6的另一端和MOS管Q1的栅极，并通过电容C6接地。
本发明的具体工作流程及原理如下：光电转速传感器的检测信号以模拟量形式输出到信号放大调节电路中，首先，RC滤波器对检测信号进行降噪处理，很好地消除因机械噪声产生的尖峰噪声，然后再送入零漂移反相放大器中进行信号增强。其中，运放器AR1利用电压跟随器原理对RC滤波后的信号进行放大，电容C2在运放器AR1的负反馈端起到信号补偿作用，保证信号输出持续稳定，运放器AR1输出信号送入运放器AR2的反相输入端，利用AR1的输出失调电压分量加在AR2的反相端，从而以抵消AR2的失调，很好地消除温漂影响。同时，电容C3在运放器AR2的同相输入端作为旁路电容对电阻R5回路上的热噪声进行消除，进一步提升运放器AR2放大处理精度。
为了进一步消除外界环境因素影响，滤波稳定调节电路采用LC滤波器来对零漂移反相放大器的输出信号进行处理，利用π型LC滤波原理将检测信号中的高频杂波进行滤除，极大地提高了转速检测精度。同时，为了避免因LC滤波造成检测信号波动，采用反馈稳幅组件对检测信号进行稳定处理，其中，MOS管Q1对LC滤波后的信号进行放大，电阻R7与变阻器RP1利用电阻分压原理对MOS管Q1的输出信号进行采样，并将采样信号送入运放器AR3中进行反向放大，其放大输出信号经电容C6稳定后输入至MOS管Q1的栅极作为反馈调节电压，利用负反馈调节原理，当MOS管Q1的输出信号出现波动时，运放器AR3输出的反馈调节电压可以很好地抑制MOS管Q1输出产生瞬变，从而避免检测信号输出出现波动，极大地提升了检测信号的稳定度，最后经电容C7滤波后送入微处理器中，利用微处理器数据分析处理技术计算出实时转速测量值。
综上所述，本发明通过设计RC滤波器和LC滤波器可以很好地对光电转速传感器的输出信号进行降噪，有效避免外部环境因素干扰检测信号精度，并采用零漂移反相放大器很好地消除温漂影响，使传感器适用环境更广，最后利用反馈稳幅组件保证检测信号的稳定输出，使微处理器数据处理更加稳定可靠，极大地提升了转速检测精度。
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 (5)
1.一种传感器输出滤波装置，包括信号放大调节电路和滤波稳定调节电路，其特征在于：所述信号放大调节电路用于对光电转速传感器的输出信号进行增强处理，并将处理后的信号送入所述滤波稳定调节电路中，所述滤波稳定调节电路包括LC滤波器和反馈稳幅组件，所述LC滤波器的输入端连接所述信号放大调节电路的输出端，所述LC滤波器的输出端连接所述反馈稳幅组件的输入端，所述反馈稳幅组件的输出端连接微处理器。
2.根据权利要求1所述的传感器输出滤波装置，其特征在于：所述信号放大调节电路包括RC滤波器和放大调节器，所述RC滤波器包括电阻R1、R2和电容C1，电阻R1和电容C1的一端连接所述光电转速传感器的信号输出端，电阻R1和电容C1的另一端连接所述放大调节器，并通过电阻R2接地，所述放大调节器为零漂移反相放大器。
3.根据权利要求2所述的传感器输出滤波装置，其特征在于：所述零漂移反相放大器包括运放器AR1和AR2，运放器AR1同相输入端连接电阻R3的一端和所述RC滤波器，运放器AR1的反相输入端通过电容C2连接运放器AR1的输出端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接运放器AR2的反相输入端，运放器AR2的同相输入端通过并联的电阻R5和电容C3接地，运放器AR2的输出端连接电阻R3的另一端和所述LC滤波器的输入端。
4.根据权利要求3所述的传感器输出滤波装置，其特征在于：所述LC滤波器包括包括电容C4、C5和电感L1，电容C4和电感L1的一端连接运放器AR2的输出端，电感L1的另一端连接电容C5的一端，电容C4和C5的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的传感器输出滤波装置，其特征在于：所述反馈稳幅组件包括MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接电容C5和电阻R6的一端，MOS管Q1的源极通过电阻R7连接电容C7、变阻器RP1的一端和所述微处理器，变阻器RP1的滑动端连接运放器AR3的反相输入端，电容C7和变阻器RP1的另一端接地，运放器AR3的同相输入端接地，运放器AR3的输出端连接电阻R6的另一端和MOS管Q1的栅极，并通过电容C6接地。
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