CN207163681U - 一种压电振动冲击传感器变换电路 - Google Patents

Abstract

一种压电振动冲击传感器变换电路，包括由压电陶瓷传感器输出的电荷输入信号Q+和Q‑、放大器、第一电阻Ra、第二电阻Rb、第二电阻RG、第一电容C1、第二电容C2、正电源+Vs和集成稳压器；第一电阻Ra、第二电阻Rb的阻值高于10MΩ，放大器的输入阻抗高于10¹³Ω，集成稳压器是稳压值低于1.8V、静态电流低于0.1mA的基准源。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型用简单的电路结构和较少的元器件达到了较复杂电路结构及多元器件的参数效果，实现了传感器输出信号较好的频响应特性；由于电路板的面积可以做小，使传感器的体积及质量可以做得更小，从而具有较高的谐振频率，也使传感器的装配操作更加方便。

Description

一种压电振动冲击传感器变换电路

技术领域

本实用新型属于检测及故障诊断的技术领域，具体涉及一种压电振动冲击传感器变换电路。

背景技术

机车对于铁路列车（货或客车）来说是最重要的组成部分，机车发生故障时可能会对整列列车产生很大的安全威胁，严重时会发生列车颠覆、人员伤亡的重大事故。这是因为机车的轴承在全天候的长期运行过程中会发生老化、磨损，进而损坏使机车无法正常运行。振动冲击传感器就是用于铁路机车、动力系统轴承故障诊断的检测仪表，用于检测机车及动力系统轴承受振动冲击后发生的变化。当轴承发生故障之前，在低频振动的基础上会出现较高频率的冲击谐波，振动冲击传感器实时检测该信号后为故障诊断系统提供必要的数据。

同类型的振动冲击传感器其变换电路所用元件多，电路结构较为复杂，传感器装配操作过程中对熟练程度要求较高，且传感器的使用环境为全天候，非常恶劣，对传感器的使用寿命会产生很大影响。为了减少或避免传感器的故障，提高传感器的可靠性，其技术发展趋势就是采用尽可能简单的电路结构，尽量减少元件及部件的使用。而采用简单的电路结构就可减少传感器出现故障的概率，而且为了提高传感器的谐振频率，也要求减少传感器的体积与质量，这也要求变换电路有更小的电路板面积。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电路结构简单、所用元器件少且测量精度高的变换电路，达到既能有好的频响应特性、高的谐振频率，又能易于装配和调试的压电振动冲击传感器变换电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压电振动冲击传感器变换电路，其特征在于：包括由压电陶瓷传感器的输出端Q+和Q-、放大器、第一电阻R、第一电容C1、第二电容C2、正电源（+Vs）和集成稳压器；

所述放大器包括1端、2端、3端、4端、5端、6端、7端、8端，所述4端为所述放大器的“输入+”端，所述1端为所述放大器的“输入-”端；所述5端接地，所述6端为参考端（REF），所述7端为输出端（VO），所述8端连接所述正电源（+Vs）；所述参考端（REF）连接稳压电路，为所述放大器提供参考电压；

所述压电陶瓷传感器的输出端Q+和Q-分别与所述放大器的“输入+”端、“输入-”端相连，所述“输入+”端与所述参考端（REF）之间串接所述第一电阻Ra，所述“输入-”端与所述参考端（REF）之间串接所述第一电阻Rb，分别为所述放大器提供偏置电流，使放大器能正常工作；所述第一电阻Ra、第一电阻Rb完全相同；

所述集成稳压器包括集成稳压器输入端（1）、集成稳压器输出端（2）、集成稳压器接地端（3），所述集成稳压器输入端（1）、正电源（+Vs）与第一电容C1的第一端相互连接，所述第一电容C1的第二端接地；所述集成稳压器输出端（2）、第二电容C2的第一端与所述放大器的参考端（REF）连接，为所述放大器放大交流信号提供直流电位，所述第二电容C2的第二端接地；所述集成稳压器接地端（3）与电源地相连。

优选的，还包括第二电阻RG，所述第二电阻RG串联在所述2端、3端之间，用于调整所述放大器的放大倍数。

优选的，所述第一电阻Ra、第一电阻Rb的阻值高于10MΩ。

优选的，所述放大器的输入阻抗高于10¹³Ω。

优选的，所述集成稳压器是稳压值低于1.8V、静态电流低于0.1mA的基准源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型用简单的电路结构和较少的元器件达到了较复杂电路结构及多元器件的参数效果，实现了传感器输出信号较好的频响应特性；由于电路板的面积可以做小，使传感器的体积及质量可以做得更小，从而具有较高的谐振频率，也使传感器的装配操作更加方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电原理框图。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，一种压电振动冲击传感器变换电路，包括由压电陶瓷传感器的输出端Q+和Q-、放大器、第一电阻Ra、第一电阻Rb、第二电阻RG、第一电容C1、第二电容C2、正电源+Vs和集成稳压器；放大器的输入阻抗高于10¹³Ω，集成稳压器是稳压值低于1.8V、静态电流低于0.1mA的基准源。其中，第一电阻Ra与第一电阻Rb完全相同，其阻值高于10MΩ。

放大器包括1端、2端、3端、4端、5端、6端、7端、8端，4端为放大器的“输入+”端，1端为放大器的“输入-”端；2端、3端之间串联第二电阻RG，第二电阻RG用于调整放大器的放大倍数；5端接地，6端为参考端REF，7端为输出端VO，8端连接正电源+Vs；参考端REF连接稳压电路，为放大器提供参考电压；压电陶瓷传感器的输出端Q+和Q-分别与放大器的“输入+”端、“输入-”端相连，“输入+”端与参考端REF串接第一电阻Ra，“输入-”端与参考端REF串接第一电阻Rb，分别为放大器的电荷输入信号Q+和Q-提供了偏置电流，使放大器能正常工作；集成稳压器包括集成稳压器输入端1、集成稳压器输出端2、集成稳压器接地端3，集成稳压器输入端1、正电源+Vs与第一电容C1的第一端相互连接，第一电容C1的第二端接地；集成稳压器输出端2、第二电容C2与放大器的参考端REF连接，为放大器放大交流信号提供了直流电位；第二电容C2的第二端接地；集成稳压器接地端3与电源地相连。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种压电振动冲击传感器变换电路，其特征在于：包括由压电陶瓷传感器的输出端Q+和Q-、放大器、第一电阻Ra、第三电阻Rb、第一电容C1、第二电容C2、正电源+Vs和集成稳压器；

所述放大器包括1端、2端、3端、4端、5端、6端、7端、8端，所述4端为所述放大器的“输入+”端，所述1端为所述放大器的“输入-”端；所述5端接地，所述6端为参考端REF，所述7端为输出端VO，所述8端连接所述正电源+Vs；所述参考端REF连接稳压电路，为所述放大器提供参考电压；

所述压电陶瓷传感器的输出端Q+与所述放大器的“输入+”端相连，所述压电陶瓷传感器的输出端Q-与所述放大器的“输入-”端相连；所述“输入+”端与所述参考端REF之间串接所述第一电阻Ra，所述“输入-”端与所述参考端REF之间串接所述第三电阻Rb，所述第一电阻Ra、第三电阻Rb完全相同；

所述集成稳压器包括集成稳压器输入端1、集成稳压器输出端2、集成稳压器接地端3，所述集成稳压器输入端1、正电源+Vs与第一电容C1的第一端相互连接，所述第一电容C1的第二端接地；所述集成稳压器输出端2、第二电容C2的第一端与所述放大器的参考端REF连接，所述第二电容C2的第二端接地；所述集成稳压器接地端3与电源地相连。

2.根据权利要求1所述的压电振动冲击传感器变换电路，其特征在于：还包括第二电阻RG，所述第二电阻RG串联在所述放大器的2端、3端之间。

3.根据权利要求1或2所述的压电振动冲击传感器变换电路，其特征在于：所述第一电阻Ra、第三电阻Rb的阻值高于10MΩ。

4.如权利要求3所述的压电振动冲击传感器变换电路，其特征在于：所述放大器的输入阻抗高于10¹³Ω。

5.如权利要求4所述的压电振动冲击传感器变换电路，其特征在于：所述集成稳压器是稳压值低于1.8V、静态电流低于0.1mA的基准源。