CN201964985U - 一种测功机扭矩绝对值处理电路 - Google Patents

Abstract

一种测功机扭矩绝对值处理电路，由电压跟随器Ⅰ、电压跟随器Ⅱ和电压跟随器Ⅰ及电压跟随器Ⅱ之间的绝对值变换电路组成，绝对值变换电路由半波整流电路和加法求和放大电路组成，半波整流电路的输入端与加法求和放大电路的一路输入端相连，半波整流电路的输出端与加法求合放大电路的另一路输入端相连。由于采用了OP07精密放大器、阻抗变换、二次稳压供电等措施电路稳定，跟踪迅速，输出OUT能精确跟踪输入端VIN的电压变化输出VIN的绝对值电压通过调节R2、R9电位器可以补偿传感器输出的部分偏差,绝对值输出进行了阻抗变换，输出端OUT带载能力强，输出信号幅度稳定。

Description

一种测功机扭矩绝对值处理电路

技术领域

本新型涉及数据采集处理电路技术领域，尤其涉及到信号极性的处理和数字系统对模拟量的采集及其在电路中的应用。

背景技术

众所周知，单片机、计算机只能处理单方向的模拟电压信号，而现实中却存在有正向电压和负向电压，如电动机和电动汽车用电机在它们顺时针旋转和逆时针旋转时所产生的扭矩就有正负之分。为了满足数采的要求一般都采用手工开关和擦拔接线端子来改变扭矩信号的极性来满足测量、采集、处理的要求。但是这样会产生过大的零位误差和影响测量的稳定性。不但测量数据可靠性差，操作也相当麻烦。随着人类社会的发展，动态性能要求越来越高，如电动汽车用电机，拖动机械要求的正转和反转之间是连续的工作的。就需要将正负扭矩转化为正极性送给单片机或计算机进行显示、保存、处理。

实用新型内容

本新型的目的是提供一种测功机扭矩绝对值处理电路、实现对测功机转矩的测量、显示、保存、处理数字处理，满足对电动机、电动汽车用电机及各种旋转机械动态试验的要求。

本实用新型为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种测功机扭矩绝对值处理电路，由电压跟随器Ⅰ、电压跟随器Ⅱ和电压跟随器Ⅰ及电压跟随器Ⅱ之间的绝对值变换电路组成，绝对值变换电路由半波整流电路和加法求和放大电路组成，半波整流电路的输入端与加法求和放大电路的一路输入端相连，半波整流电路的输出端与加法求合放大电路的另一路输入端相连。

本实用新型，所述的一种测功机扭矩绝对值处理电路连接有稳压器。

本实用新型优点是：

1、由于采用了OP07精密放大器、阻抗变换、二次稳压供电等措施电路稳定，跟踪迅速，输出OUT能精确跟踪输入端VIN的电压变化输出VIN的绝对值电压；

2、通过调节R2、R9电位器可以补偿传感器输出的部分偏差。

3、绝对值输出进行了阻抗变换，输出端OUT带载能力强，输出信号幅度稳定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1、电压跟随器Ⅰ，2、电压跟随器Ⅱ，3、半波整流电路，4、加法求和放大电路。

具体实施方式

如图所示，一种测功机扭矩绝对值处理电路，由电压跟随器Ⅰ1、电压跟随器Ⅱ2和电压跟随器Ⅰ1及电压跟随器Ⅱ2之间的绝对值变换电路组成，绝对值变换电路由半波整流电路3和加法求和放大电路4组成，半波整流电路3的输入端与加法求和放大电路4的一路输入端相连，半波整流电路的输出端3与加法求和放大电路4的另一路输入端相连。

测功机扭矩绝对值处理电路的绝对值变换电路由电阻R1、电位器R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电位器R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、放大器N1和放大器N2组成。电压跟随器Ⅰ的输出端与电阻R1和电位器R2串联，电位器R2的固定解点连接在电阻R3，电阻R3接地。电位器R2的动解点一路连接电阻R4，电阻R4一路与电阻R7、电阻R8和电位器R9连接在放大器N2的反向输入端上，另一路与放大器N1的反向输入端相连接，电阻R5接地后与放大器N1的同向输入端相连，放大器N1的输出端连接有二极管D1的的阳极相连，二极管D1的阴极与放大器N1的反向输入端相连接，放大器N2的输出端还与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极连接在电阻R7与电阻R8之间的电路上，电位器R2的另一路连接有电阻R6连接在放大器N2的反向输入端上。电容C1与电阻R12并联连接，一端连接在放大器N2的反向输入端上，一端连接在放大器N2的输出端上。电容器C2一端连接在放大器N2的输出端上，一端接地。电阻R11固定触点与放大器N2输出端相连，一端连接有输入电压。放大器N2的输出端还连接有电压跟随器Ⅱ。

所述的一种测功机扭矩绝对值处理电路连接有稳压器。

所述电压跟随器Ⅰ用于进行阻抗变换，对输入的扭矩信号起到稳定作用。

所述电压跟随器Ⅱ对扭矩绝对值处理后的输出信号进行阻抗变换、防止负载电路对绝对值电路输出幅度的影响。

所述的电位器R₂是用于对负向扭矩满量程标定用的，R₉也是电位器是用于对正向扭矩满量程标定用的。它利用电路参数变化的特性通过电路处理功能，在一定程度上对拉压传感器偏差进行了一定的补偿。

该项专利中C₁、C2为两只无极性电容器是用于稳定信号输出和滤除电气干扰的。

输入电压U_I 进入电压跟随器Ⅰ，由运算放大器OP07EP组成，放大器的一端接+12V，一端连接-12V，同向输入端与输入信号连接，输出端与反向输入端短接，构成一个跟随器。输入电压通过跟随器后由放大器的输出端输出，此时输入电压仍为U_I ，大小和极性都没有变化。

电阻器R₁的一端与电压跟随器Ⅰ的输出端连接，另一端与电位器R₂连接。电位器R₂的一端与R₁连接，另一端与电阻器R₃连接。电阻器R₃的一端与R₂连接，另一端接地，构成一个分压电路。输入电压经过这个分压电路由R₂的动触点输出。其中R₂ ’为R₂中间点与R₃之间的电阻值。根据分压电路中阻值的关系，通过调节R₂ ’的大小使输入电压U_I 在A点变为U_I×R₆／R₁₂ 。输入信号电压在A点极性没有变化。

输入电压在A点分为2路，一路直接进入由N2构成的加法器，另一路通过N1构成的特殊的反向比例运算电路进入由N2构成的加法器。

当输入信号电压U_I为负极性时D1导通，N1输出为0V，D2截止N2求和放大器输入信号由R₆支路进入，由于R₆=R₁₂，N2输出端输出正极性的信号电压。当输入信号电压U_I为正极性时D2导通，D1截止，N1处于反向比例放大状态，N2求和放大器有两路输入信号，一路R₈、R₉支路进入，为负极性。另一路R₆进入，为正极性。由于R₆=R₁₂、(R₈＋R₉’) = R₁₂／2，N2输出端输出正极性的U_I信号电压。

N1是运算放大器OP07EP，它的一端连接+12V，一端连接-12V，U_A经过电阻器R₄加在N1的反向输入端2脚，同向输入端通过电阻器R₅接地。二极管D1的正极通过连接N1的输出端，负极连接N1的反向输入端。二极管D2的负极连接N1的输出端，正极通过电阻器R₁连接N1的反向输入端。构成一个特殊的反向比例运算电路。根据“虚短”与“虚地”的原则，N1的反向输入端电压为0V。

当输入电压为“+”时，A点与N1的反向输入端之间的电流方向为A点到N1的反向输入端，那么B点与A点的电流方向为A点到B点。二极管D1和二极管D2截止。N1、R₄、R₅、R₇构成以R₇为反馈电阻的反向比例运算电路。为了保证电路处于对称状态，将R₅作为平衡电阻，使运放的反向输入端和同向输入端的外界电阻相等，即满足R₅≈R₇∥R₄ 。R₇与R₄的阻值相等，根据反向比例运算电路的结论，输入电压为“+”时，在B点变为－U_I×R₆／R₁₂ 。

当输入电压为“－”时，A点与N1的反向输入端之间的电流方向为N1的反向输入端到A点，那么B点与A点的电流方向为B点到A点。二极管D1和二极管D2正向导通。输入电压在B点等于的电压跟随器Ⅱ电压，为0V。于是，输入电压在C点就变为在A点的－R₁₂／R₆ 。因为输入电压在A点变为U_I×R₆／R₁₂ ，所以，此时输入电压在在C点就变为－U_I ，也就是U_I的绝对值。

当输入电压为“＋”时，输入电压在B点变为－U_I×R₆／R₁₂ ，于是输入电压在C点就变为A点电压的－R₁₂／R₆与B点电压的－R₁₂／(R₈＋R₉’)之和。通过调节节电位器R₉使(R₈＋R₉’)＝R₆／2，此时输入电压在C点变为U_I ，也就是U_I的绝对值。

Claims (1)

1.一种测功机扭矩绝对值处理电路，其特征在于：由电压跟随器Ⅰ（1）、电压跟随器Ⅱ（2）和电压跟随器Ⅰ（1）及电压跟随器Ⅱ（2）之间的绝对值变换电路组成，绝对值变换电路由半波整流电路（3）和加法求和放大电路（4）组成，半波整流电路（3）的输入端与加法求和放大电路（4）的一路输入端相连，半波整流电路的输出端（3）与加法求和放大电路（4）的另一路输入端相连。

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