CN203287099U - 振动烈度测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动烈度测量电路，包括顺序连接的补偿调整电路和真有效值处理及调整电路；补偿调整电路是由运算放大器构成的补偿调整电路；真有效值处理及调整电路包括由信号转换芯片和运算放大器分别组成的真有效值处理电路部分和调整电路部分。本实用新型具有准确性好，频率响应误差小等特点，适用于振动速度传感器、压电式振动传感器等多种信号类型的振动传感器，也适用于多种类型的振动仪表。

Description

振动烈度测量电路

技术领域

本实用新型涉及旋转机械在线监测领域，具体涉及一种用于振动烈度测量的电路，适用于工业旋转机械振动监测保护系列仪表。

背景技术

振动烈度是各类旋转机械设备如风机、电机、水泵等的主要监测参数。振动烈度是振动速度的有效值，它直接反映了设备的振动速度大小，直接关系到设备的安全状况。现有的振动烈度的测量方式大多还是采用有效值的测量方式，这种测量方式只有在标准信号下才是准确的，而实际设备振动信号却往往是更为复杂切多变，因此有效值测量方式会造成实际测量失真，数据测量不准等情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种振动烈度测量电路，采用真有效值测量方式设计，同时增加振动频率补偿电路，使振动烈度的频响误差指标达到±1%，低于国家标准的±5%。

本实用新型的技术方案如下：

一种振动烈度测量电路，包括补偿调整电路和真有效值处理及调整电路；

所述补偿调整电路包括第一运算放大器；第一运算放大器的反相输入端串联第一电阻和第二电阻后作为补偿调整电路的输入端，第一电容与第二电阻并联，第一运算放大器的同相输入端连接下拉的第三电阻，第四电阻连接在第一运算放大器的反相输入端和输出端之间，第五电阻和第二电容串联后与第四电阻并联，第一运算放大器的输出端串联第三电容后作为补偿调整电路的输出端；

所述真有效值处理及调整电路包括信号转换芯片和第二运算放大器；第四电容连接在信号转换芯片的Cc端和COM端之间，信号转换芯片的Vin端连接下拉的第六电阻并作为真有效值处理及调整电路的输入端，信号转换芯片的Vs端连接下拉的第五电容并连接-5V电压，第六电容连接在信号转换芯片的-Vs端和Cav端之间，信号转换芯片的OUT端连接下拉的第七电容，信号转换芯片的+Vs端连接下拉的第八电容并连接+5V电压，信号转换芯片的COM端接地，信号转换芯片的OUT端串联第七电阻后连接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的同相输入端连接下拉的第八电阻，并串联第九电阻后连接调整信号输入端，第二运算放大器的负电源端连接下拉的第九电容并连接-5V电压，第二运算放大器的正电源端连接下拉的第十电容并连接+5V电压，第二运算放大器的反相输入端连接可调电阻的一端，可调电阻的另一端与其调整端连接，并串联第十电阻后与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端连接第十一电阻的一端，第十一电阻的另一端连接下拉的第十一电容，并作为真有效值处理及调整电路的输出端；

所述补偿调整电路的输出端与所述真有效值处理及调整电路的输入端相连接。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型所提供的振动烈度测量电路采用振动真有效值测量及频响补偿电路设计，具有准确性好，频率响应误差小等特点。该电路可以适合多种信号类型的振动传感器，例如振动速度传感器、压电式振动传感器等，同时也适用于多种类型的振动仪表。

本实用新型附加的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的补偿调整电路图。

图2是本实用新型的真有效值处理及调整电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本实用新型包括补偿调整电路（图1）和真有效值处理及调整电路（图2）两部分。前者的输出端与后者的输入端是相互连接的，为同一端。

如图1所示，补偿调整电路包括运算放大器IC2B，运算放大器IC2B的反相输入端串联电阻R10和电阻R9后作为补偿调整电路的输入端IN，电容C29与电阻R9并联；运算放大器IC2B的同相输入端连接下拉的电阻R19；电阻R11连接在运算放大器IC2B的反相输入端和输出端之间，电阻R219和电容C211串联后与电阻R11并联；运算放大器IC2B的输出端串联电容C32后作为补偿调整电路的输出端A。

如图2所示，真有效值处理及调整电路包括信号转换芯片IC7和运算放大器IC2A。电容C43连接在信号转换芯片IC7的Cc端和COM端之间；信号转换芯片IC7的Vin端连接下拉的电阻R34并作为真有效值处理及调整电路的输入端A（即图1的输出端A），信号转换芯片IC7的Vs端连接下拉的电容C5并连接-5V电压；电容C46连接在信号转换芯片IC7的-Vs端和Cav端之间；信号转换芯片IC7的OUT端连接下拉的电容C44，信号转换芯片IC7的+Vs端连接下拉的电容C6并连接+5V电压，信号转换芯片IC7的COM端接地，信号转换芯片IC7的OUT端串联电阻R22后连接运算放大器IC2A的反相输入端。运算放大器IC2A的同相输入端连接下拉的电阻R24，并串联电阻R3后连接调整信号输入端ADJ；运算放大器IC2A的负电源端连接下拉的电容C8并连接-5V电压；运算放大器IC2A的正电源端连接下拉的电容C7并连接+5V电压；运算放大器IC2A的反相输入端连接可调电阻W2的一端，可调电阻W2的另一端与其调整端连接，并串联电阻R48后与运算放大器IC2A的输出端连接；运算放大器IC2A的输出端连接电阻R25的一端，电阻R25的另一端连接下拉的电容C49，并作为真有效值处理及调整电路的输出端OUT。

本实用新型的工作原理如下：

由振动速度传感器原理可知振动速度传感器输出的电压Ui正比于振动速度v，但是由于不同厂家的传感器因为特殊原因，输出电压和振动值的大小之间的关系都会有所区别，不同频率下给定相同振动量时输出电压不相同，会成一定规律的曲线，往往是低频偏高，高频偏低。而实际测量的振动量应该在不同频率下，给定相同振动量，测量数据理论上应该是相同的，这种情况下振动的频响最好，但是理论上的频响要做到完全相同是不可能的，通过设计本实用新型电路可以把振动的频响做到高于国家标准的几倍以上。

振动传感器输出电压信号Ui经过图1所示的补偿调整电路处理，可以把传感器低频部分的信号削弱，同时把高频部分的信号抬高。使振动信号在实际需要的整个频率范围上都是接近一条平的直线。其中金属薄膜电容C29作为低频信号的补偿，根据信号的不同可以对其进行相应容量的调整，实施例取值为105J。同时，运放IC2B及相关元件构成一个补偿电路，可以调整高频部分信号；可以调整电容C211的容量来改变补偿信号的大小，使输出频响误差减小。

同时，将进过补偿的振动信号再经过图2中左半部分所示的真有效值处理及调整电路的处理，使输出信号成为不失真的真有效值烈度信号。真有效值转换采用了专737芯片，它可以将信号完整的不失真的转换。但是，由于737芯片的特性要求输入信号在200mV以内，否则将不线性，因此对输入信号要求比较高，输入端只要有很小的电荷积累都会影响到数据的正确性，因此在输入端增加电阻R34，防止信号在737芯片输入上堆积。同时，为了保证737芯片输出信号的稳定性，在输出端反接一只滤波电容C44。信号经过滤波电容C44输出的信号需要进一步经过图2中右半部分所示的调整电路的调整。由于振动硬件电路的特性，需要对信号进行调整，如不加信号时需要调整整个电路的零位，使不加信号时电路输出为零；加信号时需要对信号大小进行调整，以满足与真实数据一致。

以上所述的元器件均为市售商品，实施例中的元器件型号可参见下表：

图1、图2中主要元器件表：

序号	元器件代号	元器件类型	元器件参数或型号
				1	IC7	芯片	737
2	IC2A、IC2B	运算放大器	CA082
				3	C29	电容	105J
4	R9	电阻	7.5K
				5	R10	电阻	30K
6	R219、R48	电阻	47K
				7	C211	电容
8	R19、R22、R24、R25	电阻	10K
				9	C32	电容	3.3/16V
10	R34	电阻	20K
				11	C5、C6、C7、C8	电容	104J
12	C44	电容
				13	W2	可调电阻	20K

14

C49

电容

47μF/16V

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种振动烈度测量电路，其特征在于，包括补偿调整电路（A）和真有效值处理及调整电路（B）；

所述补偿调整电路（A）包括第一运算放大器（IC2B）；第一运算放大器（IC2B）的反相输入端串联第一电阻（R10）和第二电阻（R9）后作为补偿调整电路的输入端，第一电容（C29）与第二电阻（R9）并联，第一运算放大器（IC2B）的同相输入端连接下拉的第三电阻（R19），第四电阻（R11）连接在第一运算放大器（IC2B）的反相输入端和输出端之间，第五电阻（R219）和第二电容（C211）串联后与第四电阻（R11）并联，第一运算放大器（IC2B）的输出端串联第三电容（C32）后作为补偿调整电路的输出端；

所述真有效值处理及调整电路（B）包括信号转换芯片（IC7）和第二运算放大器（IC2A）；第四电容（C43）连接在信号转换芯片（IC7）的Cc端和COM端之间，信号转换芯片（IC7）的Vin端连接下拉的第六电阻（R34）并作为真有效值处理及调整电路的输入端，信号转换芯片（IC7）的Vs端连接下拉的第五电容（C5）并连接-5V电压，第六电容（C46）连接在信号转换芯片（IC7）的-Vs端和Cav端之间，信号转换芯片（IC7）的OUT端连接下拉的第七电容（C44），信号转换芯片（IC7）的+Vs端连接下拉的第八电容（C6）并连接+5V电压，信号转换芯片（IC7）的COM端接地，信号转换芯片（IC7）的OUT端串联第七电阻（R22）后连接第二运算放大器（IC2A）的反相输入端，第二运算放大器（IC2A）的同相输入端连接下拉的第八电阻（R24），并串联第九电阻（R3）后连接调整信号输入端（ADJ），第二运算放大器（IC2A）的负电源端连接下拉的第九电容（C8）并连接-5V电压，第二运算放大器（IC2A）的正电源端连接下拉的第十电容（C7）并连接+5V电压，第二运算放大器（IC2A）的反相输入端连接可调电阻（W2）的一端，可调电阻（W2）的另一端与其调整端连接，并串联第十电阻（R48）后与第二运算放大器（IC2A）的输出端连接，第二运算放大器（IC2A）的输出端连接第十一电阻（R25）的一端，第十一电阻（R25）的另一端连接下拉的第十一电容（C49），并作为真有效值处理及调整电路的输出端；

所述补偿调整电路（A）的输出端与所述真有效值处理及调整电路（B）的输入端相连接。

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