CN214893789U - 一种用于传感器的抗高频干扰装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于传感器的抗高频干扰装置，包括扭矩传感器、信号处理单元和处理器，信号处理单元包括二阶低通滤波电路和陷波稳定调节电路，利用低通滤波器原理可以很好地抑制外部高频杂波干扰，从而极大地提升检测信号精度；采用陷波器对检测信号中的有害杂波进行滤除，进一步精确检测信号的输出，并通过反馈稳定组件对检测信号进行幅值稳定，保证检测信号输出平缓稳定；本实用新型对传感器的抗高频干扰效果明显，极大地提高了电力测功机的检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力测功机技术领域，特别是涉及一种用于传感器的抗高频干扰装置。
背景技术
电力测功机采用交流变频回馈加载，加载能量通过交流负载发电机回馈电网；扭矩、转速通过扭矩传感器直接测量；电量综合测量仪表检测电流、电压、频率、功率因数等；计算机自动检测、显示并完成数据处理、报表及各种曲线，利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定设备的功率。在交流变频电力测功机的PWM整流和电机的直接转矩控制测试中，由于功率开关器件动作含有大量的高频干扰(辐射、传导)，造成扭矩传感器在测量过程中夹杂大量无用杂波，因此对系统的数据采集带来不利影响，从而干扰电力测功机检测精度。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种用于传感器的抗高频干扰装置。
其解决的技术方案是：一种用于传感器的抗高频干扰装置，包括扭矩传感器、信号处理单元和处理器，所述信号处理单元包括二阶低通滤波电路和陷波稳定调节电路，所述二阶低通滤波电路的输入端连接所述扭矩传感器的信号输出端，所述二阶低通滤波电路的输出端连接所述陷波稳定调节电路的输入端，所述陷波稳定调节电路的输出端连接所述处理器。
进一步的，所述二阶低通滤波电路包括运放器AR1，运放器AR1的反相输入端连接电阻R2和电容C2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R1和电容C1的一端，并通过电阻R3连接电容C2的另一端和运放器AR1的输出端，电阻R1的另一端连接所述扭矩传感器的信号输出端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的同相输入端通过电阻R4接地，运放器AR1的输出端连接运放器AR2的反相输入端和电阻Rf的一端，运放器AR2的同相输入端通过电阻R5接地，运放器AR2的输出端连接电阻Rf的另一端和所述陷波稳定调节电路的输入端。
进一步的，所述陷波稳定调节电路包括运放器AR3，运放器AR3的同相输入端连接运放器AR2的输出端，运放器AR3的反相输入端连接电阻R6和电感L1的一端，电阻R6的另一端连接电容C3的一端，电感L1和电容C3的另一端连接运放器AR3的输出端，并通过电阻R7接地，运放器AR3的输出端与所述处理器之间还设置有反馈稳定组件。
进一步的，所述反馈稳定组件包括MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接运放器AR3的输出端和电阻R8的一端，MOS管Q1的源极连接电阻R9、电容C4的一端和所述处理器，MOS管Q1的栅极连接电阻R8、R9的另一端、变阻器RP1的一端和三极管VT1的集电极，三极管VT1的基极连接变阻器RP1的另一端与滑动端，三极管VT1的发射极和电容C4的另一端接地。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型通过信号处理单元对扭矩传感器的检测信号进行处理，利用低通滤波器原理可以很好地抑制外部高频杂波干扰，从而极大地提升检测信号精度。
2.采用陷波器对检测信号中的有害杂波进行滤除，进一步精确检测信号的输出，并通过反馈稳定组件对检测信号进行幅值稳定，保证检测信号输出平缓稳定。
3.本实用新型对传感器的抗高频干扰效果明显，极大地提高了电力测功机的检测精度。
附图说明
图1为本实用新型的二阶低通滤波电路原理图。
图2为本实用新型的陷波稳定调节电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
一种用于传感器的抗高频干扰装置，包括扭矩传感器、信号处理单元和处理器，信号处理单元包括二阶低通滤波电路和陷波稳定调节电路，二阶低通滤波电路的输入端连接扭矩传感器的信号输出端，二阶低通滤波电路的输出端连接陷波稳定调节电路的输入端，陷波稳定调节电路的输出端连接处理器。
为了消除扭矩传感器检测信号中的无用杂波，首先采用二阶低通滤波电路来对检测信号进行处理。如图1所示，二阶低通滤波电路包括运放器AR1，运放器AR1的反相输入端连接电阻R2和电容C2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R1和电容C1的一端，并通过电阻R3连接电容C2的另一端和运放器AR1的输出端，电阻R1的另一端连接扭矩传感器的信号输出端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的同相输入端通过电阻R4接地，运放器AR1的输出端连接运放器AR2的反相输入端和电阻Rf的一端，运放器AR2的同相输入端通过电阻R5接地，运放器AR2的输出端连接电阻Rf的另一端和陷波稳定调节电路的输入端。
其中，运放器AR1与外部二阶RC带通滤波网络共同组成低通滤波器，该滤波器中心频率f0满足下式：
通过对二阶RC带通滤波网络中阻容元器件的选型匹配，使滤波器中心频率f0与扭矩传感器检测信号的频率相一致，利用低通滤波器原理可以很好地抑制外部高频杂波干扰，从而极大地提升检测信号精度。运放器AR2利用反相放大器原理将运放器AR1的输出信号再次进行反相，从而使检测信号得到正相输出。
由于低通滤波处理后的检测信号依然会存在相邻频率的有害杂波干扰，因此采用陷波稳定调节电路来进一步对检测信号进行处理。如图2所示，陷波稳定调节电路包括运放器AR3，运放器AR3的同相输入端连接运放器AR2的输出端，运放器AR3的反相输入端连接电阻R6和电感L1的一端，电阻R6的另一端连接电容C3的一端，电感L1和电容C3的另一端连接运放器AR3的输出端，并通过电阻R7接地，运放器AR3的输出端与处理器之间还设置有反馈稳定组件。
反馈稳定组件包括MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接运放器AR3的输出端和电阻R8的一端，MOS管Q1的源极连接电阻R9、电容C4的一端和处理器，MOS管Q1的栅极连接电阻R8、R9的另一端、变阻器RP1的一端和三极管VT1的集电极，三极管VT1的基极连接变阻器RP1的另一端与滑动端，三极管VT1的发射极和电容C4的另一端接地。
在陷波稳定调节电路的工作过程中，运放器AR3充当陷波器对运放器AR2的输出信号进行处理，其负反馈端的电感L1、电容C3与电阻R6共同组成RLC陷波反馈网络，对检测信号中的有害杂波进行滤除，进一步精确检测信号的输出。反馈稳定组件用于对运放器AR3的输出信号进行幅值稳定，具体原理为：利用MOS管Q1作为主放大器对运放器AR3的输出信号跟随放大，MOS管Q1的输出信号经电阻R9与变阻器RP1分流后送入三极管VT1的基极中进行放大，其中，三极管VT1作为调节管对MOS管Q1的栅极电压起到反馈调节的作用，使MOS管Q1的栅极输出始终处于稳定状态，最后经电容C4滤波后送入处理器中，通过处理器对检测信号的分析运算后得出实时检测数据。
综上所述，本实用新型通过信号处理单元对扭矩传感器的检测信号进行处理，利用低通滤波器原理可以很好地抑制外部高频杂波干扰，从而极大地提升检测信号精度，采用陷波器对检测信号中的有害杂波进行滤除，进一步精确检测信号的输出，并通过反馈稳定组件对检测信号进行幅值稳定，保证检测信号输出平缓稳定。本实用新型对传感器的抗高频干扰效果明显，极大地提高了电力测功机的检测精度。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于传感器的抗高频干扰装置，包括扭矩传感器、信号处理单元和处理器，其特征在于：所述信号处理单元包括二阶低通滤波电路和陷波稳定调节电路，所述二阶低通滤波电路的输入端连接所述扭矩传感器的信号输出端，所述二阶低通滤波电路的输出端连接所述陷波稳定调节电路的输入端，所述陷波稳定调节电路的输出端连接所述处理器。
2.根据权利要求1所述的用于传感器的抗高频干扰装置，其特征在于：所述二阶低通滤波电路包括运放器AR1，运放器AR1的反相输入端连接电阻R2和电容C2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R1和电容C1的一端，并通过电阻R3连接电容C2的另一端和运放器AR1的输出端，电阻R1的另一端连接所述扭矩传感器的信号输出端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的同相输入端通过电阻R4接地，运放器AR1的输出端连接运放器AR2的反相输入端和电阻Rf的一端，运放器AR2的同相输入端通过电阻R5接地，运放器AR2的输出端连接电阻Rf的另一端和所述陷波稳定调节电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的用于传感器的抗高频干扰装置，其特征在于：所述陷波稳定调节电路包括运放器AR3，运放器AR3的同相输入端连接运放器AR2的输出端，运放器AR3的反相输入端连接电阻R6和电感L1的一端，电阻R6的另一端连接电容C3的一端，电感L1和电容C3的另一端连接运放器AR3的输出端，并通过电阻R7接地，运放器AR3的输出端与所述处理器之间还设置有反馈稳定组件。
4.根据权利要求3所述的用于传感器的抗高频干扰装置，其特征在于：所述反馈稳定组件包括MOS管Q1，MOS管Q1的漏极连接运放器AR3的输出端和电阻R8的一端，MOS管Q1的源极连接电阻R9、电容C4的一端和所述处理器，MOS管Q1的栅极连接电阻R8、R9的另一端、变阻器RP1的一端和三极管VT1的集电极，三极管VT1的基极连接变阻器RP1的另一端与滑动端，三极管VT1的发射极和电容C4的另一端接地。
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