CN211740386U - 一种基于iepe适调器测量振动速度的传感器信号调理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，包括加速度电压信号放大电路、积分电路与偏置电压调理电路；所述加速度电压信号放大电路与积分电路、偏置电压调理电路相连；所述积分电路与偏置电压调理电路相连。本实用新型实现了振动速度的测量，同时解决了速度电压信号长距离传输信号衰减问题以及速度灵敏度差异的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号检测技术领域，尤其涉及一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路。
背景技术
在工程力学试验中，振动速度的测量准确有着非常重要的意义。但现有的振动传感器普遍为加速度传感器，输出信号为加速度信号，且电压信号在进行长距离传输时会有衰减，容易受到干扰；即使在相同工艺下生产的加速度传感器，其加速度灵敏度仍会有差异，不为统一值，而且个别传感器的灵敏度差异非常大，导致最后得到的速度灵敏度差异也非常大。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，包括加速度电压信号放大电路、积分电路与偏置电压调理电路；所述加速度电压信号放大电路与积分电路、偏置电压调理电路相连；所述积分电路与偏置电压调理电路相连。所述加速度电压信号放大电路用于对输入的加速度电压信号进行放大；所述积分电路用于对加速度电压信号进行积分，得到速度电压信号；所述偏置电压调理电路用于调节IEPE的输出电压大小。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型电路简单、成本低，实现了振动速度的测量，同时解决了速度电压信号长距离传输信号衰减问题以及速度灵敏度差异的问题，实现速度电压信号长距离传输、速度灵敏度统一化。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理图；
图2是本实用新型的电路图。
图中：C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；U1-运算放大器；U2-三极管；U3-场效应管；D-稳压二极管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如附图1所示，本实用新型一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，包括加速度电压信号放大电路、积分电路与偏置电压调理电路；所述加速度电压信号放大电路与积分电路、偏置电压调理电路相连；所述积分电路与偏置电压调理电路相连。所述加速度电压信号放大电路用于对输入的加速度电压信号进行放大；所述积分电路用于对加速度电压信号进行积分，得到速度电压信号；所述偏置电压调理电路用于调节IEPE的输出电压大小。
具体的，所述加速度电压信号放大电路包括第一电阻、第一电容、运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻与稳压二极管；所述第一电阻第一端用于加速度电压信号输入；所述第一电阻第二端通过第一电容与第二电阻第一端、运算放大器第一同向输入端相连；所述第三电阻第二端接第四电阻第一端、运算放大器第一反向输入端；所述第四电阻第二端接运算放大器第一输出端、所述积分电路第一输入端；所述运算放大器电源输入端与所述偏置电压调理电路供电输入端相连；所述运算放大器第二输出端与所述积分电路第二输入端相连；所述第三电阻第一端、第二电阻第二端接稳压二极管负极；所述稳压二极管正极接地。
所述积分电路包括第六电阻、第七电阻、第二电容与第三电容；所述运算放大器第一输出端通过第六电阻接第二电容第一端、第三电容第一端；所述第二电容第二端接第七电阻第二端、所述运算放大器第二反向输入端；所述第七电阻第一端接第三电容第二端、运算放大器第二输出端。
具体的，所述偏置电压调理电路包括第八电阻、第四电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、三极管与场效应管；所述积分电路输出端通过第八电阻接第四电容第一端；所述第四电容第二端接第九电阻第二端、三极管基极、第十电阻第一端；所述运算放大器电源输入端接第九电阻第一端、三极管集电极、场效应管漏极；所述三极管发射极接场效应管栅极、第十一电阻第一端；所述第十电阻第二端、第十一电阻第二端接地；所述场效应管源极接所述加速度电压信号放大电路第一输入端，即第三电阻第一端、第二电阻第二端以及稳压二极管负极；偏置电压调理电路通过调整第九电阻、第十电阻、第十一电阻的大小，使稳压二极管处于正常工作状态，稳压二极管为第三电阻第一端提供电压，从而调节运算放大器第一反向输入端电压。运算放大器第二同向输入端还连接有第五电阻；运算放大器第二同向输入端通过第五电阻接稳压二极管负极。IEPE恒流源为运算放大器的电源输入端、场效应管、三极管供电。
偏置电压调理电路中场效应管源极与稳压二极管负极相连，稳压二极管正极接地，使电压稳定。
如附图2所示，OUT端既为设备IEPE恒流源的供电端，也为本电路的输出信号获取端。本实用新型传感器信号调理电路通过IEPE恒流源供电和信号获取，从而能够实现信号的长距离传输。
运算放大器采用轨到轨双运放，包括运算级和积分级。首先加速度电压信号从第一电阻的输入端输入，进入运算放大器第一级(放大级)，通过放大级的阻抗变换及反馈电阻的作用，得到放大后的加速度电压信号，通过调节第三电阻和第四电阻两个反馈电阻的比例关系，实现速度灵敏度统一化。随后进入运算放大器第二级(积分级)，通过反馈电容和电阻的作用，得到积分后的速度电压信号；速度电压信号进入三极管和场效应管，在场效应管漏极得到变化的速度电压信号，通过输出端输出。
偏置电压调理电路用于调节运算放大器、三极管与场效应管的供电电压大小。通过调节第九、第十、第十一电阻，使运算放大器、三极管与场效应管的静态工作点能够处于稳定工作状态，实现IEPE的输出电压稳定在8-12V。
本电路IN端输入加速度电压信号，首先通过运算放大器的放大，得到放大后的加速度电压信号，再通过积分电路，将加速度电压信号积分为速度电压信号，最后在OUT端取出电压信号。测定速度电压灵敏度，从本电路OUT端取得的电压信号，除以速度电压灵敏度，就可以得到振动速度。
本实用新型电路简单、成本低，实现了振动速度的测量，同时解决了速度电压信号长距离传输信号衰减问题以及速度灵敏度差异的问题，实现速度电压信号长距离传输、速度灵敏度统一化。
本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，其特征在于，包括加速度电压信号放大电路、积分电路与偏置电压调理电路；所述加速度电压信号放大电路与积分电路、偏置电压调理电路相连；所述积分电路与偏置电压调理电路相连；所述加速度电压信号放大电路用于对输入的加速度电压信号进行放大；所述积分电路用于对加速度电压信号进行积分，得到速度电压信号；所述偏置电压调理电路用于调节IEPE的输出电压大小。
2.根据权利要求1所述一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，其特征在于，所述加速度电压信号放大电路包括第一电阻、第一电容、运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻与稳压二极管；所述第一电阻第一端用于加速度电压信号输入；所述第一电阻第二端通过第一电容与第二电阻第一端、运算放大器第一同向输入端相连；所述第三电阻第二端接第四电阻第一端、运算放大器第一反向输入端；所述第四电阻第二端接运算放大器第一输出端、所述积分电路第一输入端；所述运算放大器电源输入端与所述偏置电压调理电路供电输入端相连；所述运算放大器第二输出端与所述积分电路第二输入端相连；所述第三电阻第一端、第二电阻第二端接稳压二极管负极；所述稳压二极管正极接地。
3.根据权利要求1所述一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，其特征在于，所述积分电路包括第六电阻、第七电阻、第二电容与第三电容；所述积分电路第一输入端通过第六电阻接第二电容第一端、第三电容第一端；所述第二电容第二端接第七电阻第二端、所述积分电路第二输入端；所述第七电阻第一端接第三电容第二端、所述积分电路输出端。
4.根据权利要求1所述一种基于IEPE适调器测量振动速度的传感器信号调理电路，其特征在于，所述偏置电压调理电路包括第八电阻、第四电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、三极管与场效应管；所述积分电路输出端通过第八电阻接第四电容第一端；所述第四电容第二端接第九电阻第二端、三极管基极、第十电阻第一端；所述加速度电压信号放大电路电源输入端接第九电阻第一端、三极管集电极、场效应管漏极；所述三极管发射极接场效应管栅极、第十一电阻第一端；所述第十电阻第二端、第十一电阻第二端接地；所述场效应管源极接所述加速度电压信号放大电路第一输入端。
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2020
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