CN210005707U - 一种微型高灵敏度磁电速度机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种微型高灵敏度磁电速度机，其解决了现有检波器提高灵敏度就要增大检波器体积的技术问题。设有检波器，检波器的两个引出端子间连接有微型有源电路模块，微型有源电路模块包括同相放大电路、带通滤波器；同相放大电路的输出端与带通滤波器的输入端连接，带通滤波器包括二阶有源低通滤波电路、高通滤波器。本实用新型可广泛应用于地震监测、振动监测领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种地震监测、振动监测领域使用的磁电速度机，特别是涉及一种微型高灵敏度磁电速度机。
背景技术
一般动圈式检波器是用于地震勘探和工程测量用的常规传感器，它将地面振动转换为与振动速度成正比的电信号，是将机械能转化为电能的装置。现有的动圈式检波器接收微地震小信号信号能力差、提高灵敏度就必须要增大体积的技术缺陷，对于接收微小信号不利，不能满足当前地震监测及达不到提前预报地震信号的需要，制约了数据采集质量的进一步提升。所以在检波器体积不变的情况下，提高检波器的灵敏度对于微小信号的采集及施工方便是至关重要的。
发明内容
本实用新型为了解决现有检波器提高灵敏度就要增大检波器体积的技术问题，提供一种体积不变灵敏度高的微型高灵敏度磁电速度传感器。
为此，本实用新型的技术方案是，设有检波器，检波器的两个引出端子间连接有微型有源电路模块，微型有源电路模块包括同相放大电路、带通滤波器；同相放大电路的输出端与带通滤波器的输入端连接，带通滤波器包括二阶有源低通滤波电路、高通滤波器。
优选地，同相放大电路包括第一运算放大器U1，第一运算放大器U1的正相输入端与检波器的正极引出端子连接，反相输入端与电阻R1连接后接地，输出端通过电阻R2与负输入端连接。
优选地，二阶有源低通滤波电路包括第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的同相输入端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与同相放大电路的输出端连接；第二运算放大器U2的反相输入端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电阻R4、R5的节点连接；第二运算放大器U2的同相输入端还与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源VSS连接。
优选地，高通滤波器包括电容C3、C4和电阻R6，电容电容C3、C4并联后与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，电容电容C3和电阻R6的节点与输出端J1-1连接，输出端J1-1与负极引出端子连接。
优选地，运算放大器U1、U2为低偏移电压运算放大器。
本实用新型有益效果是，采用机电结合的微型磁电速度传感器，在体积不变的情况下，灵敏度为3800V/m·s-1，提高了38倍，能够可靠的接收微小信号。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是本实用新型的输入与输出灵敏度对比表；
图3是本实用新型在2Hz输出波形与放大波形对比图；
图4是本实用新型在3Hz输出波形与放大波形对比图；
图5是本实用新型在4Hz输出波形与放大波形对比图；
图6是本实用新型在5Hz输出波形与放大波形对比图；
图7是本实用新型在10Hz输出波形与放大波形对比图；
图8是本实用新型在20Hz输出波形与放大波形对比图；
图9是本实用新型在60Hz输出波形与放大波形对比图；
图10是本实用新型在160Hz输出波形与放大波形对比图；
图11是本实用新型在200Hz输出波形与放大波形对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对可本实用新型做进一步说明，以使本实用新型所属技术领域的技术人员能够容易实施本实用新型。
本实用新型通过机电结合方式，将常规检波器外接有源电路，在检波器的引出端子并联有微型源放大电路。
检波器的两个引出端子，两个引出端子间连接有微型有源电路模块；两个引出端子一个是正极，另一个是负极。
如图1所示，微型有源电路模块包括同相放大电路、带通滤波器，同相放大电路的输出端与带通滤波器的输入端连接。
同相放大电路包括第一运算放大器U1，第一运算放大器U1的正相输入端与检波器的正极引出端子连接，反相输入端与电阻R1连接后接地，输出端通过电阻R2与负输入端连接。该电路为负反馈放大电路，信号从运算放大器U1正极流入，放大倍数由R2和R1的比值决定，放大倍数为(1+R2/R1)。
带通滤波器包括二阶有源低通滤波电路、高通滤波器。
二阶有源低通滤波电路包括第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的同相输入端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与同相放大电路的输出端连接；第二运算放大器U2的反相输入端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电阻R4、R5的节点连接；第二运算放大器U2的同相输入端还与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源VSS连接。二阶有源低通滤波电路的截止频率表达式为fc＝1/(2π√(R4*R5*C1*C2))。
高通滤波器用于滤除偏置电压信号，包括电容C3、C4和电阻R6，电容电容C3、C4并联后与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，电容电容C3和电阻R6的节点与输出端J1-1连接，输出端J1-1与负极引出端子连接。J1-2接地，J2-2/3外接±12V直流电源，J2-1接地。
运算放大器U1、U2为低偏移电压运算放大器。
有源放大电路测试报告
1.试验目的
验证有源低频滤波放大电路对检波器的输出放大效果。
2.试验方法
电源：采用两块蓄电池(12V)串联，中间连接点作为GND，正极为+12V，负极为-12V；用示波器监视加电路后的输出波形是否正弦，用数字多用表分别测量检波器输出值和检波器：VAS-2Hz(22V/m·s2)加有源低频滤波放大电路后的输出值，并分别计算其灵敏度和放大倍数。
3.本次试验使用的主要设备及测量范围
采用绝对法低频振动标准装置，测量范围：2Hz～100Hz，给定速度：记录波形变形临界点的速度值。
4.测试数据如下：
如图2所示，是本实用新型的输出灵敏度与检波器灵敏度对比表，其中表中上部菱形点为输出灵敏度，表中下部圆形点为检波器灵敏度，其单位为Sv(V/m·s-1)。
如图3-10所示，分别是本实用新型在2Hz、3Hz、4Hz、5Hz、10Hz、20Hz、60Hz、160Hz和200Hz时输出波形与放大波形对比图，其中每副波形图中上部波形为加滤波放大电路后输出波形，下部波形是检波器输出波形。
5.试验结论：
通过对测试数据分析，该滤波放大电路在2Hz～200Hz能够对检波器输出信号有效放大，放大倍数约38倍,并能有效抑制干扰噪声信号。
以上所述仅对本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡是在本实用新型的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种微型高灵敏度磁电速度机，设有检波器，其特征是，所述检波器的两个引出端子间连接有微型有源电路模块，所述微型有源电路模块包括同相放大电路、带通滤波器；所述同相放大电路的输出端与所述带通滤波器的输入端连接，所述带通滤波器包括二阶有源低通滤波电路、高通滤波器。
2.根据权利要求1所述的微型高灵敏度磁电速度机，其特征在于，所述同相放大电路包括第一运算放大器U1，第一运算放大器U1的正相输入端与检波器的正极引出端子连接，反相输入端与电阻R1连接后接地，输出端通过电阻R2与负输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的微型高灵敏度磁电速度机，其特征在于，所述二阶有源低通滤波电路包括第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的同相输入端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与同相放大电路的输出端连接；第二运算放大器U2的反相输入端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电阻R4、R5的节点连接；第二运算放大器U2的同相输入端还与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电源VSS连接。
4.根据权利要求3所述的微型高灵敏度磁电速度机，其特征在于，所述高通滤波器包括电容C3、C4和电阻R6，电容电容C3、C4并联后与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，电容电容C3和电阻R6的节点与输出端J1-1连接，输出端J1-1与负极引出端子连接。
5.根据权利要求4所述的微型高灵敏度磁电速度机，其特征在于，所述运算放大器U1、U2为低偏移电压运算放大器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921274253.2U CN210005707U (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 一种微型高灵敏度磁电速度机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921274253.2U CN210005707U (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 一种微型高灵敏度磁电速度机 |
Publications (1)
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| CN210005707U true CN210005707U (zh) | 2020-01-31 |
Family
ID=69311258
Family Applications (1)
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| CN (1) | CN210005707U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110275201A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-09-24 | 威海动测仪器科技有限公司 | 微型高灵敏度磁电速度机 |
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2019
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