CN212483614U - 一种测量风速的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量风速的装置，包括：风速传感器、风速信号放大电路、三分配电路、信号发送器、第一AD转换器、第二AD转换器、第一微处理器、第二微处理器、显示器、语音播报器；所述风速传感器、风速信号放大电路、三分配电路依次相连，所述三分配电路的第一输出端连接所述信号发送器，第二输出端依次连接所述第一AD转换器、第一微处理器、语音播报器，第三输出端依次连接所述第二AD转换器、第二微处理器、显示器。采用本实用新型，结构简单、智能化程度较高，可以将风速信息以多种方式告知用户。

Description

一种测量风速的装置

技术领域

本实用新型涉及风速测量领域，特别是涉及一种测量风速的装置。

背景技术

风速测量在桥梁工程、环保气象、工业设备、采矿安全、等诸多领域都具有十分重要的意义。随着我国桥梁工程事业的发展、测量技术的进步以及施工安全要求的提高，人们对风速测量系统的测量精度和功能的要求越来越高。现有技术中的风速测量系统，还存在着结构复杂、智能化程度低等缺陷和不足。因此，亟需一种结构简单、智能化程度较高的测量风速的装置。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种测量风速的装置，结构简单、智能化程度较高，可以将风速信息以多种方式告知用户。

基于此，本实用新型提供了一种测量风速的装置，包括：

风速传感器、风速信号放大电路、三分配电路、信号发送器、第一AD转换器、第二AD转换器、第一微处理器、第二微处理器、显示器、语音播报器；

所述风速传感器、风速信号放大电路、三分配电路依次相连，所述三分配电路的第一输出端连接所述信号发送器，第二输出端依次连接所述第一AD转换器、第一微处理器、语音播报器，第三输出端依次连接所述第二AD转换器、第二微处理器、显示器。

其中，所述风速信号放大电路包括：第一晶体管、第二晶体管、第一电感、第一电阻和第一电容；所述第一晶体管的栅极通过第一电感与第二晶体管的栅极连接，所述第一电感的一端与所述风速传感器的输出端相连，所述电阻的一端与所述风速传感器的输出端相连，另一端作为所述风速信号放大电路的输出端，所述电阻的另一端还分别与第一电容的一端、第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一晶体管的源极接第一外部电压，所述第二晶体管的源极接地。

其中，所述三分配电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二电阻、第三电阻、第一运放器、第二运放器、第三运放器、第四运放器；所述第二电容的一端连接所述风速信号放大电路的输出端，另一端分别连接所述第二电阻的一端，所述第三电阻的一端、所述第一运放器的同相输入端，所述第二电阻的另一端连接第二外部电压，所述第三电阻的另一端接地，所述第一运放器的反相输入端与所述第一运放器的输出端相连，所述第一运放器的输出端分别连接所述第二运放器的同相输入端、第三运放器的同相输入端、所述第四运放器的同相输入端，所述第二运放器的反相输入端与所述第二运放器的输出端相连，所述第二运放器的输出端与所述第三电容相连后作为第一输出端，所述第三运放器的反相输入端与所述第三运放器的输出端相连，所述第三运放器的输出端与所述第四电容相连后作为第二输出端，所述第四运放器的反相输入端与所述第四运放器的输出端相连，所述第四运放器的输出端与所述第五电容相连后作为第三输出端。

其中，所述风速传感器包括霍尔传感器。

其中，所述三分配电路的第一输出端与所述信号发送器之间还包括功率放大电路，所述功率放大电路包括：第一三极管、第二三极管；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的基极相连，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极相连，所述第一三极管的集电极连接第三外部电压，所述第二三极管的集电极接地。

其中，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

其中，所述功率放大电路与所述信号发送器之间还包括稳压电路，所述稳压电路包括第三三极管、第四电阻、稳压二极管，所述第四电阻的一端分别连接所述功率放大电路的输出端、所述第三三极管的集电极，所述第四电阻的另一端分别连接所述第三三极管的基极、所述稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极接地，所述第三三极管的发射极连接所述信号发送器。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

所述风速传感器用于采集风速信号，并将所述风速信号输送至所述风速信号放大电路进行放大，所述三分配电路用于将所述风速信号放大电路输送过来的风速信号分为三路，第一路风速信号经功率放大电路之后稳压输出至外部终端设备，第二路风速信号经所述第一AD转换器进行模数转换之后输入至所述第一微处理器，所述第一微处理器对所述数字风速信号进行处理之后控制所述显示屏显示所述风速值，第三路风速信号经过所述第二AD转换器进行模数转换之后输入至所述第二微处理器，所述第二微处理器所述数字风速信号进行处理之后控制所述语音播报器播报语音内容，所述语音内容包括：风速、时间事项等等。采用本实用新型，可以实时获取风速信息，可以通过终端设备来获取风速信息，可以通过所述显示器来获取风速信息，还可以通过所述语音播报器来获取风速信息，可以将风速信息以多种方式告知用户，三者互不影响，三者其中一者或二者出现故障，用户还可以正常获取风速信息，并且结构简单，能够提醒用户根据风速信息来合理安排桥梁施工工序。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的测量风速装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的测量风速的装置的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的测量风速装置的示意图，所述装置：

风速传感器101、风速信号放大电路102、三分配电路103、信号发送器104、第一AD转换器105、第二AD转换器108、第一微处理器106、第二微处理器109、显示器110、语音播报器107；

所述风速传感器101、风速信号放大电路102、三分配电路103依次相连，所述三分配电路103的第一输出端连接所述信号发送器104，第二输出端依次连接所述第一AD转换器105、第一微处理器106、语音播报器107，第三输出端依次连接所述第二AD转换器108、第二微处理器109、显示器110。

所述风速传感器101用于采集风速信号，并将所述风速信号输送至所述风速信号放大电路102进行放大，所述三分配电路103用于将所述风速信号放大电路102输送过来的风速信号分为三路，第一路风速信号经功率放大电路之后稳压输出至外部终端设备，第二路风速信号经所述第一AD转换器105进行模数转换之后输入至所述第一微处理器106，所述第一微处理器106对所述数字风速信号进行处理之后控制所述显示器显示所述风速值，第三路风速信号经过所述第二AD转换器108进行模数转换之后输入至所述第二微处理器109，所述第二微处理器109所述数字风速信号进行处理之后控制所述语音播报器107播报语音内容，所述语音内容包括：风速、时间等等。

图2是本实用新型实施例提供的测量风速的装置的电路图，所述装置包括：

风速传感器101、风速信号放大电路102、三分配电路103依次相连，所述三分配电路103的第一输出端连接信号发送器104，第二输出端依次连接第一AD转换器105、第一微处理器106、语音播报器107，第三输出端依次连接第二AD转换器108、第二微处理器109、显示器110；

所述风速传感器101包括霍尔传感器。

所述风速信号放大电路102包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一电感L1、第一电阻R1和第一电容C1；所述第一晶体管T1的栅极通过第一电感L1与第二晶体管T2的栅极连接，所述第一电感L1的一端与所述风速传感器101的输出端相连，所述电阻的一端与所述风速传感器101的输出端相连，另一端作为所述风速信号放大电路102的输出端，所述电阻的另一端还分别与第一电容C1的一端、第一晶体管T1的漏极和第二晶体管T2的漏极相连，所述第一电容C1的另一端接地，所述第一晶体管T1的源极接第一外部电压VCC1，所述第二晶体管T2的源极接地。

其中，第一电感L1为去谐振掉部分电容，在无需增加输出电流的情况下，实现更高的带宽增加，增益更大，功耗低。

所述风速信号放大电路102的增益为：

其中，Rf是所述第一电阻R1电阻值，Lg是所述第一电感L1的电感值，Cgsp、Cgsn分别是PMOS晶体管T2和NMOS晶体管T1的输入电容，Cdsp、Cdsn分别是PMOS晶体管T2和NMOS晶体管T1的输出电容，rop、ron分别是PMOS晶体管T2和NMOS晶体管T1的输出阻抗，gmp、gmn分别是PMOS晶体管T2和NMOS晶体管T1的跨导。

所述三分配电路103包括第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二电阻R2、第三电阻R3、第一运放器AR1、第二运放器AR2、第三运放器AR3、第四运放器AR4；所述第二电容C2的一端连接所述风速信号放大电路102的输出端，另一端分别连接所述第二电阻R2的一端，所述第三电阻R3的一端、所述第一运放器AR1的同相输入端，所述第二电阻R2的另一端连接第二外部电压，所述第三电阻R3的另一端接地，所述第一运放器AR1的反相输入端与所述第一运放器AR1的输出端相连，所述第一运放器AR1的输出端分别连接所述第二运放器AR2的同相输入端、第三运放器AR3的同相输入端、所述第四运放器AR4的同相输入端，所述第二运放器AR2的反相输入端与所述第二运放器AR2的输出端相连，所述第二运放器AR2的输出端与所述第三电容C3相连后作为第一输出端，所述第三运放器AR3的反相输入端与所述第三运放器AR3的输出端相连，所述第三运放器AR3的输出端与所述第四电容C4相连后作为第二输出端，所述第四运放器AR4的反相输入端与所述第四运放器AR4的输出端相连，所述第四运放器AR4的输出端与所述第五电容C5相连后作为第三输出端。

所述三分配电路103的主要作用为将输入交流信号分成三路输出，三路信号分别用作输出至外部终端设备、显示风速值、语音播报风速。而对信号源的影响极小。因所述运放器ARi输入电阻高，所述运放器AR1-AR4均把输出端直接接到负输入端即反相输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时Rf（反馈电阻）=0的情况，故各运算放大器电压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同。所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5均为隔直电容。

所述第二电阻R2、第三电阻R3组成1/2VCC2偏置，静态时AR1输出端电压为1/2VCC2，故运放AR2-AR4输出端亦为1/2VCC2，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。

所述三分配电路103的第一输出端与所述信号发送器104之间还包括功率放大电路，所述功率放大电路包括：第一三极管U1、第二三极管U2；所述第一三极管U1的基极与所述第二三极管U2的基极相连，所述第一三极管U1的发射极与所述第二三极管U2的发射极相连，所述第一三极管U1的集电极连接第三外部电压VCC3，所述第二三极管U2的集电极接地。其中，所述第一三极管U1为NPN型三极管，所述第二三极管U2为PNP型三极管。

其中，所述功率放大电路为推挽电路，所述推挽电路结构为双管工作在线性放大区，其共输入端，共输出端。输入信号正半周信号由NPN上管放大，发射极输出；负半周信号由PNP下管放大，发射极输出；正半周时，下管截止，负半周时，上管截止，二管各负其责分工明确。所述推挽电路的输出电阻小，主要作用是增强驱动能力，为所述信号发送器104提供大电流。

所述功率放大电路与所述信号发送器104之间还包括稳压电路，所述稳压电路包括第三三极管U3、第四电阻R4、稳压二极管，所述第四电阻R4的一端分别连接所述功率放大电路的输出端、所述第三三极管U3的集电极，所述第四电阻R4的另一端分别连接所述第三三极管U3的基极、所述稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极接地，所述第三三极管U3的发射极连接所述信号发送器104。

其中，在所述稳压电路中，所述第四电阻R4的作用是为所述第三三极管U3提供偏置电流，使得所述第三三极管U3导通，向所述稳压管D1提供工作电流，所述稳压管D1接在所述第三极管的基极上，所述三极管基极的电压被所述稳压管D1稳定住了，所述第三三极管U3发射极电压是跟随着基极电压，因此在所述第三三极管U3的发射极便能输出和所述第三三极管U3的基极电压一样稳定的电压。

所述三分配电路103中第四电容C4依次分别连接所述第一AD转换器、第一微处理器、语音播报器，所述第五电容C5依次分别连接所述第二AD转换器、第二微处理器、显示器。

所述第一AD转换器、第二AD转换器用于将有关风速的模拟信号转换为数字信号分别输入值所述第一微处理器、第二微处理器，所述第一微处理器、第二微处理器针对所述数字信号进行预设的处理后分别控制所述语音播报器、显示器开启，所述语音播报器内设存储器播报有关风速信息，所述风速信息包括风速值、所述风速值所对应的风级、所述风速值所对应的时间等等。所述显示器包括数码管，用于显示所述风速值，供用户查看当前风速值。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

采用本实用新型，可以实时获取风速信息，可以通过终端设备来获取风速信息，可以通过所述显示器110来获取风速信息，还可以通过所述语音播报器107来获取风速信息，可以将风速信息以多种方式告知用户，三者互不影响，三者其中一者或二者出现故障，用户还可以正常获取风速信息，并且结构简单，能够提醒用户根据风速信息来调整施工工序等等，使桥梁施工更加安全。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范图。

Claims (7)

1.一种测量风速的装置，其特征在于，包括：

风速传感器、风速信号放大电路、三分配电路、信号发送器、第一AD转换器、第二AD转换器、第一微处理器、第二微处理器、显示器、语音播报器；

所述风速传感器、风速信号放大电路、三分配电路依次相连，所述三分配电路的第一输出端连接所述信号发送器，第二输出端依次连接所述第一AD转换器、第一微处理器、语音播报器，第三输出端依次连接所述第二AD转换器、第二微处理器、显示器。

2.如权利要求1所述的测量风速的装置，其特征在于，所述风速信号放大电路包括：第一晶体管、第二晶体管、第一电感、第一电阻和第一电容；所述第一晶体管的栅极通过第一电感与第二晶体管的栅极连接，所述第一电感的一端与所述风速传感器的输出端相连，所述电阻的一端与所述风速传感器的输出端相连，另一端作为所述风速信号放大电路的输出端，所述电阻的另一端还分别与第一电容的一端、第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一晶体管的源极接第一外部电压，所述第二晶体管的源极接地。

3.如权利要求1所述的测量风速的装置，其特征在于，所述三分配电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第二电阻、第三电阻、第一运放器、第二运放器、第三运放器、第四运放器；所述第二电容的一端连接所述风速信号放大电路的输出端，另一端分别连接所述第二电阻的一端，所述第三电阻的一端、所述第一运放器的同相输入端，所述第二电阻的另一端连接第二外部电压，所述第三电阻的另一端接地，所述第一运放器的反相输入端与所述第一运放器的输出端相连，所述第一运放器的输出端分别连接所述第二运放器的同相输入端、第三运放器的同相输入端、所述第四运放器的同相输入端，所述第二运放器的反相输入端与所述第二运放器的输出端相连，所述第二运放器的输出端与所述第三电容相连后作为第一输出端，所述第三运放器的反相输入端与所述第三运放器的输出端相连，所述第三运放器的输出端与所述第四电容相连后作为第二输出端，所述第四运放器的反相输入端与所述第四运放器的输出端相连，所述第四运放器的输出端与所述第五电容相连后作为第三输出端。

4.如权利要求1所述的测量风速的装置，其特征在于，所述风速传感器包括霍尔传感器。

5.如权利要求1所述的测量风速的装置，其特征在于，所述三分配电路的第一输出端与所述信号发送器之间还包括功率放大电路，所述功率放大电路包括：第一三极管、第二三极管；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的基极相连，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极相连，所述第一三极管的集电极连接第三外部电压，所述第二三极管的集电极接地。

6.如权利要求5所述的测量风速的装置，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

7.如权利要求5所述的测量风速的装置，其特征在于，所述功率放大电路与所述信号发送器之间还包括稳压电路，所述稳压电路包括第三三极管、第四电阻、稳压二极管，所述第四电阻的一端分别连接所述功率放大电路的输出端、所述第三三极管的集电极，所述第四电阻的另一端分别连接所述第三三极管的基极、所述稳压二极管的负极，所述稳压二极管的正极接地，所述第三三极管的发射极连接所述信号发送器。

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