消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置及检测方法

申请号 CN201610537794.4 申请日 2016-07-08 公开(公告)号 CN106154033A 公开(公告)日 2016-11-23
申请人 西北农林科技大学; 发明人 沈瑞昕; 欧怡凡;
摘要 本 发明 涉及一种待检测振弦 传感器 频率 检测装置及检测方法。包括:依次连接的倒向 电路 、待检测振弦传感器、放大滤波电路、整形电路、以及CPU;高压激励电路通过 升压电路 连接后与CPU相连;CPU通过周期性放电电路后与高压激励电路相连;所述高压激励电路还与倒向电路连接。本发明大大减少了因分布电容等储能元件造成的测频失败率;振弦传感器的 信号 处理电源与RS485通讯电源及外部供电电源之间是互相隔离的,这样可以减少外界对振弦传感器微弱信号的干扰,提高测量 精度 。振弦传感器的频率测定后直接以隔离RS485串行通讯总线输出,是数字输出方式,可减少模拟传输方式的误差,并且因其是光 电隔离 输出,这样提高了模 块 的抗干扰能 力 。
权利要求

1.一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,包括:依次连接的倒向电路、待检测振弦传感器、放大滤波电路、整形电路、以及CPU;高压激励电路通过升压电路连接后与CPU相连;CPU通过一周期性放电电路后与高压激励电路相连;所述高压激励电路还与倒向电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,所述周期性放电电路包括:继电器J1、继电器J2,电阻R1,电阻R68,三极管Q4;所述继电器J1的中间触点与整个电路的模拟地连接,继电器J2的中间触点与高压激励电路的输出连接,J1的常闭触点与J2的常开触点连接后再与振弦传感器的一个输出端链接,J1的常开触点与J2的常闭触点连接后再与振弦传感器的另一个输出端链接,电阻R1的一端与继电器J2的中间触点连接,R1的另一端与三极管Q4的集电极连接,三极管Q4的发射极与整个电路的模拟地连接,三极管Q4的基极与电阻R68的一端连接,电阻R68的另一端与CPU的控制输出连接;
每次待检测振弦传感器的激励检测完成后,保持继电器J1和J2的原有控制不变,CPU控制S4为高电平,Q4导通,检测回路分布电容上的残余电荷通过R1和Q4对整个电路的模拟地短路泄放。
3.根据权利要求1所述的一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,所述倒向电路包括:瞬变抑制二极管TV1、电阻R14、电阻R15、三极管Q1以及三极管Q2;
所述抑制二极管TV1两端与待检测振弦传感器输出端并联连接,继电器J1的中间触点与整个电路的模拟地连接,继电器J2的中间触点与高压激励电路的输出连接,J1的常闭触点与J2的常开触点连接后再与振弦传感器的一个输出端链接,J1的常开触点与J2的常闭触点连接后再与振弦传感器的另一个输出端链接,继电器J1线包的一端与5V电源连接,另一端与三极管Q1的集电极连接,三极管Q1的发射极与电路的地连接,三极管Q1的基极与电阻R15的一端连接,电阻R15的另一端与CPU的控制端S2连接;
继电器J1和J2在CPU的控制下构成高压激励脉冲倒向控制电路,相邻两次加载至待检测振弦传感器的高压激励脉冲的极性相反。
4.根据权利要求1所述的一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,所述放大滤波电路包括:放大器U2A、放大器U2B、放大器U2C、放大器U2D;以及分别连接在放大器U2A、放大器U2B、放大器U2D上的外围拓扑;
放大器U2D的外围拓扑包括:电阻R2、电阻R3、电阻R12、三极管Q7、双向二极管V1、以及电容C1;所述三极管Q7基极接电阻R12的一端,电阻R12的另一端接CPU的控制输出S6,三极管Q7的发射极连接电源5V,三极管Q7的集电极与电阻R2的一端及双向二极管V1的3脚连接,双向二极管V1的2脚与电阻R3一端及放大器U2D的同相输入端连接,双向二极管V1的1脚与电路的地连接,电阻R3的另一端与电阻R2的另一端连接,放大器U2D的反向输入端与其输出端连接,构成输入同相跟随电路,这样可提高输入阻抗,起到传感器的阻抗变换作用;
CPU控制S6低电平,三极管Q7导通,5V电源通过Q7、R2、R3后为放大器U2D提供一个直流偏置工作电压,则振弦传感器输出的交流信号被偏移到该直流偏置电压后被U2D跟随输出;
放大器U2A的外围拓扑包括:电阻R4、电容C3、电阻R5、电容C5、以及电容C2;电阻R4的一端连接放大器U2D的输出端,电阻R4的另一端与电容C3的一端连接,电容C3的另一端与电阻R5的一端、电容C5的一端及放大器U2A的同相输入端连接,电阻R5和电容C3的另一端连接后再与放大器U2A的输出端连接;
放大器U2B的外围拓扑包括:电阻R6、电容C4、电阻R7、以及电容C6;电阻R6的一端连接放大器U2A的输出端,电阻R6的另一端与电容C4的一端连接,电容C4的另一端与电阻R7的一端、电容C6的一端及放大器U2B的同相输入端连接,电阻R7和电容C6的另一端连接后再与放大器U2B的输出端连接;
放大器U2A、放大器U2B的反相输入端连接在一起,并与放大器U2C的同相输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,所述升压电路包括:二极管D1、二极管D2、电解电容C7、三极管Q6、电感L1、电阻R17以及电阻R13;所述升压电路的电阻R17和电阻R13串联后接三极管Q6基极,电阻R17的另一端接CPU的控制输出S3,电阻R13的另一端连接电源5V,三极管Q6的发射极连接电路地,三极管Q6的集电极与二极管D1的负极、二极管D2的正极及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与电源5V连接,二极管D1的正极与电路地连接,二极管D2的负极与电解电容C7的正极连接,电解电容C7的负极与电路地连接;
当CPU控制S4,S5为低电平时,Q3、Q4及Q5截止,然后CPU发出频率为100Hz的脉冲控制信号S3控制三极管Q6的导通和截止,当三极管导通时电感L1开始储能,三极管Q6截止时L1产生反向高压感应电动势并通过二极管D2对电容C7充电,随着三极管的反复导通与截止,则电容C7上的电压持续升高,CPU发出25个控制脉冲后,电容C7的充电完成,后,电容上的电压可达80V-120V之间;这个电压满足激励待检测振弦传感器的要求。
6.根据权利要求1所述的一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,所述高压激励电路包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电阻R1、电阻R8、电阻9、电阻R10、电阻R16、电阻R18以及电阻R68;三极管Q4基极接电阻R68,发射极接地,集电极接电阻R1的一端,电阻R1的另一端与三极管Q3的集电极连接,三极管Q3的发射极与R16的一端连接,三极管Q3的基极与R18的一端连接,电阻R8跨界在三极管Q3的基极与发射极之间,电阻R18的另一端连接三极管Q5的集电极,三极管Q5的发射极连接至电路地,三极管Q5的基极与电阻R9和R10的一端连接,电阻R9的另一端连接至地,电阻R10的另一端接CPU的控制输出S5;
CPU控制S5为高电平,S4为低电平,则Q4关闭,Q5,Q3导通,高压激励脉冲通过R16和Q3向待检测振弦传感器提供激振电压信号。
7.根据权利要求1所述的一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,其特征在于,所述整形电路包括放大器U2C以及连接在放大器U2C上的外围拓扑;放大器U2C的外围拓扑包括:电阻25、电阻R11以及电容C8;放大器U2B的输出端连接放大器U2C的反相输入端,放大器U2C的输出端连接电阻R26的一端,电阻R26的另一端连接至CPU,电阻R25的一端连接电源5V,另一端连接电阻R11的一端及电解电容C8的正端,电阻R11的另一端及电解电容C8的负端连接并连接到电路地。
8.一种采用权利要求1所述的消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置的检测方法,其特征在于,包括:
步骤1,正向激励检测阶段:CPU先控制升压电路升压以产生待检测振弦传感器激振所需的高压,然后CPU控制高压激励电路对待检测振弦传感器进行高压脉冲激励,待检测振弦传感器在激励撤销后产生一个与传感器所受压相关的交流正弦频率信号,该交流信号经滤波放大电路处理后进入波形整形电路,整形电路将正弦交流信号变换成同频的方波信号,CPU对方波信号进行测频,并通过RS485通讯总线输出该频率值;
步骤2,正向激励检测完毕后的放电阶段:CPU控制输出S4为高电平,三极管Q4导通,检测回路分布电容上的残余电荷通过电阻R1和三极管Q4对地短路泄放;CPU控制放电时间0.1~1秒,然后控制输出S4为低电平,停止放电,为下一次的振弦传感器频率检测做准备;
步骤3,反向激励检测阶段:CPU先控制升压电路升压以产生待检测振弦传感器激振所需的高压,然后CPU控制高压激励电路对待检测振弦传感器进行高压脉冲激励,本次的高压激励电压的施加方向与上次的施加方向进行调换,即CPU控制输出S1和控制输出S2的电平与上次的检测反相;待检测振弦传感器在激励撤销后产生一个与传感器所受压力相关的交流正弦频率信号,该交流信号经滤波放大电路处理后进入波形整形电路,整形电路将正弦交流信号变换成同频的方波信号,CPU对方波信号进行测频,并通过RS485通讯总线输出该频率值;
步骤4,反向激励检测完毕后的放电阶段:CPU控制输出S4为高电平,三极管Q4导通,检测回路分布电容上的残余电荷通过电阻R1和三极管Q4对地短路泄放;CPU控制放电时间0.1~1秒,然后控制S4为低电平,停止放电,为下一次的振弦传感器频率检测做准备。

说明书全文

消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置及检测方法

[0001]

技术领域

[0002] 本发明涉及一种检测装置及检测方法,尤其是涉及一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置及检测方法。
[0003]

背景技术

[0004] 振弦式传感器是频率型传感器, 它利用振弦的振动频率随其所受压的改变而改变的特性, 通过测量振弦的振动频率从而经换算得到相应的被测压力。因为该种传感器具有长期的稳定性、可靠性、耐久性、抗干扰能力强, 与CPU 接口简单以及便于自动化测量等优点, 所以广泛应用于桥梁、大坝等工作环境恶劣而技术要求又很高的安全检测地点。
[0005] 振弦式传感器频率检测方法主要有高压脉冲激励法和低压扫频法,高压脉冲激励法因其检测速度快而使用广泛,但其由于输出信号微弱,连续测量过程中因检测回路存在分布电容和电感等储能元件,而高压激励脉冲具有单向性,随着检测次数的增加,检测回路的分布电容和电感上的电能逐渐累积,导致高压激励脉冲无法加载至待检测振弦传感器的激振线圈,从而传感器激振失败,待检测振弦传感器的频率无法检测出。
[0006]

发明内容

[0007] 本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题;提供了一种连续测量精度高, 稳定性和可靠性好的一种待检测振弦传感器频率检测装置及检测方法。
[0008] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,包括:依次连接的倒向电路、待检测振弦传感器、放大滤波电路、整形电路、以及CPU;高压激励电路通过升压电路连接后与CPU相连;CPU通过一周期性放电电路后与高压激励电路相连;所述高压激励电路还与倒向电路连接。
[0009] 本发明具有:1、在每次传感器激振测量完成后,CPU控制放电电路以最大程度地泄放电感和分布电容上的储存电荷;
2、相邻两次激振测量时加载到待检测振弦传感器上的激励电压的极性相反。如本次Ea>Eb,则下次激励测量时是Eb>Ea。如此激励,则电感和分布电容上的残余电荷就不会影响激励电压对传感器的激振。
[0010] 在上述的消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,所述周期性放电电路包括:继电器J1、继电器J2,电阻R1,电阻R68,三极管Q4;所述继电器J1的中间触点与整个电路的模拟地连接,继电器J2的中间触点与高压激励电路的输出连接(即附图6的Vb),J1的常闭触点与J2的常开触点连接后再与振弦传感器的一个输出端链接,J1的常开触点与J2的常闭触点连接后再与振弦传感器的另一个输出端链接,电阻R1的一端与继电器J2的中间触点连接,R1的另一端与三极管Q4的集电极连接,三极管Q4的发射极与整个电路的模拟地连接,三极管Q4的基极与电阻R68的一端连接,电阻R68的另一端与CPU的控制输出连接(附图6的S4)。(请补充上述元器件之间的连接关系)在上述的消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,所述倒向电路包括:瞬变抑制二极管TV1、电阻R14、电阻R15、三极管Q1以及三极管Q2;所述抑制二极管TV1两端与待检测振弦传感器输出端并联连接,继电器J1的中间触点与整个电路的模拟地连接,继电器J2的中间触点与高压激励电路的输出连接(即附图5的Vb),J1的常闭触点与J2的常开触点连接后再与振弦传感器的一个输出端链接,J1的常开触点与J2的常闭触点连接后再与振弦传感器的另一个输出端链接,继电器J1线包的一端与5V电源连接,另一端与三极管Q1的集电极连接,三极管Q1的发射极与电路的地连接,三极管Q1的基极与电阻R15的一端连接,电阻R15的另一端与CPU的控制端S2连接。(请补充上述元器件之间的连接关系)
在上述的消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,所述放大滤波电路包括:放大器U2A、放大器U2B、放大器U2C、放大器U2D;以及分别连接在放大器U2A、放大器U2B、放大器U2D上的外围拓扑;
放大器U2D的外围拓扑包括:电阻R2、电阻R3、电阻R12、三极管Q7、双向二极管V1、以及电容C1;所述三极管Q7基极接电阻R12的一端,电阻R12的另一端接CPU的控制输出S6,三极管Q7的发射极连接电源5V,三极管Q7的集电极与电阻R2的一端及双向二极管V1的3脚连接,双向二极管V1的2脚与电阻R3一端及放大器U2D的同相输入端连接,双向二极管V1的1脚与电路的地连接,电阻R3的另一端与电阻R2的另一端连接,放大器U2D的反向输入端与其输出端连接,构成输入同相跟随电路,这样可提高输入阻抗,起到传感器的阻抗变换作用。(请补充上述元器件之间的连接关系)
放大器U2A的外围拓扑包括:电阻R4、电容C3、电阻R5、电容C5、以及电容C2;电阻R4的一端连接放大器U2D的输出端,电阻R4的另一端与电容C3的一端连接,电容C3的另一端与电阻R5的一端、电容C5的一端及放大器U2A的同相输入端连接,电阻R5和电容C3的另一端连接后再与放大器U2A的输出端连接。(请补充上述元器件之间的连接关系(包括放大器U2A))放大器U2B的外围拓扑包括:电阻R6、电容C4、电阻R7、以及电容C6;电阻R6的一端连接放大器U2A的输出端,电阻R6的另一端与电容C4的一端连接,电容C4的另一端与电阻R7的一端、电容C6的一端及放大器U2B的同相输入端连接,电阻R7和电容C6的另一端连接后再与放大器U2B的输出端连接。(请补充上述元器件之间的连接关系(包括放大器U2B))上述U2A、U2B的反相输入端连接在一起,并与U2C的同相输入端连接。放大器U2A的外围拓扑包括:电阻R4、电容C3、电阻R5、电容C5、以及电容C2;电阻R4的一端连接放大器U2D的输出端,电阻R4的另一端与电容C3的一端连接,电容C3的另一端与电阻R5的一端、电容C5的一端及放大器U2A的同相输入端连接,电阻R5和电容C3的另一端连接后再与放大器U2A的输出端连接。(请补充上述元器件之间的连接关系(包括放大器U2A))
放大器U2B的外围拓扑包括:电阻R6、电容C4、电阻R7、以及电容C6;电阻R6的一端连接放大器U2A的输出端,电阻R6的另一端与电容C4的一端连接,电容C4的另一端与电阻R7的一端、电容C6的一端及放大器U2B的同相输入端连接,电阻R7和电容C6的另一端连接后再与放大器U2B的输出端连接。(请补充上述元器件之间的连接关系(包括放大器U2B))U2A、U2B的反相输入端连接在一起,并与U2C的同相输入端连接。在上述的一种振弦传感器频率检测装置,所述升压电路包括:二极管D1、二极管D2、电解电容C7、三极管Q6、电感L1、电阻R17以及电阻R13;所述升压电路的电阻R17和电阻R13串联后接三极管Q6基极,电阻R17的另一端接CPU的控制输出S3,电阻R13的另一端连接电源5V,三极管Q6的发射极连接电路地,三极管Q6的集电极与二极管D1的负极、二极管D2的正极及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与电源5V连接,二极管D1的正极与电路地连接,二极管D2的负极与电解电容C7的正极连接,电解电容C7的负极与电路地连接。(请补充上述元器件之间的连接关系)在上述的消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,所述高压激励电路包括三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、电阻R1、电阻R8、电阻9、电阻R10、电阻R16、电阻R18以及电阻R68;三极管Q4基极接电阻R68,发射极接地,集电极接电阻R1的一端,电阻R1的另一端与三极管Q3的集电极连接,三极管Q3的发射极与R16的一端连接,三极管Q3的基极与R18的一端连接,电阻R8跨界在三极管Q3的基极与发射极之间,电阻R18的另一端连接三极管Q5的集电极,三极管Q5的发射极连接至电路地,三极管Q5的基极与电阻R9和R10的一端连接,电阻R9的另一端连接至地,电阻R10的另一端接CPU的控制输出S5。(请补充上述元器件之间的连接关系)
在上述的消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,所述整形电路包括放大器U2C以及连接在放大器U2C上的外围拓扑;放大器U2C的外围拓扑包括:电阻25、电阻R11以及电容C8;放大器U2B的输出端连接放大器U2C的反相输入端,放大器U2C的输出端连接电阻R26的一端,电阻R26的另一端连接至CPU,电阻R25的一端连接电源5V,另一端连接电阻R11的一端及电解电容C8的正端,电阻R11的另一端及电解电容C8的负端连接并连接到电路地。
(请补充上述元器件之间的连接关系(包括放大器U2C))。
[0011] 一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测方法,包括:步骤1,正向激励检测阶段:CPU先控制升压电路升压以产生待检测振弦传感器激振所需的高压,然后CPU控制高压激励电路对待检测振弦传感器进行高压脉冲激励,待检测振弦传感器在激励撤销后产生一个与传感器所受压力相关的交流正弦频率信号,该交流信号经滤波放大电路处理后进入波形整形电路,整形电路将正弦交流信号变换成同频的方波信号,CPU对方波信号进行测频,并通过RS485通讯总线输出该频率值。
[0012] 步骤2,正向激励检测完毕后的放电阶段:: CPU控制放电电路将测量回路中的储能元件的储存电荷进行泄放。
[0013] 步骤3,反向激励检测阶段:在下一次测量时将高压激励电压的施加方向进行调换。
[0014] 步骤4,反向激励检测完毕后的放电阶段:PU控制放电电路将测量回路中的储能元件的储存电荷进行泄放。
[0015] 因此,本发明具有如下优点:1、测量准确、稳定,重复性好;2、大大减少了因分布电容等储能元件造成的测频失败率;3、振弦传感器的信号处理电源与RS485通讯电源及外部供电电源之间是互相隔离的,这样可以减少外界对振弦传感器微弱信号的干扰,提高测量精度。4、振弦传感器的频率测定后直接以隔离RS485串行通讯总线输出,是数字输出方式,可减少模拟传输方式的误差,并且因其是光电隔离输出,这样提高了模的抗干扰能力。
[0016]

附图说明

[0017] 附图1是本发明的一种原理框图
[0018] 附图2是本发明的一种待检测振弦传感器检测回路等效图。
[0019] 附图3是本发明的升压电路图。
[0020] 附图4是本发明的高压激励电路图。
[0021] 附图5是本发明的倒向电路图。
[0022] 附图6是本发明的周期性放电电路图。
[0023] 附图7是本发明的放大滤波电路图。
[0024]

具体实施方式

[0025] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0026] 实施例:1、本发明提供一种消除回路累积电能的振弦传感器频率检测装置,包括:依次连接的倒向电路、待检测振弦传感器、放大滤波电路、整形电路、以及CPU;高压激励电路通过升压电路连接后与CPU相连;CPU通过一周期性放电电路后与高压激励电路相连;所述高压激励电路还与倒向电路连接。
[0027] 下面具体介绍一下电路拓扑:Ⅰ. 检测装置与外部的接线是通过接线端子J3,其中J3的6号端子与外部直流24V电源的正极相连,5号端子与外部直流24V电源的负极连接;J3的3和4号端子与待检测振弦传感器连接;J3的1号端子与RS485通讯总线的B连接,J3的2号端子与RS485通讯总线的A连接Ⅱ. 直流24V+与二极管D3正极相连,D3的负极、电容C15的正极和电容C11及电源变换模块W1的正极连接在一起,直流24V-与电容C15的负极和电容C11的另一极及电源变换模块W1的负极相连,W1是变换输出2路隔离的5V电源的模块。W1的8脚是数字电源+5VM,与C16的正极、C13、R19、R23、R24、R27、R29、D4的负极、继电器J1和J2的驱动线圈及U1的38脚、U5的7和8脚相连;W1的7脚是电源的地GND1,与C16的负极、C13、C10、C14的负极、R18、Q1和Q2的发射极、U1的16脚及U5的5脚相连。W1的4脚和5脚之间并联电容C18和C9,构成另一路5V电源,供RS485通讯电路部分使用,其中W1的5脚是+5V(Tx),4脚是GND2。
[0028] Ⅲ. 数字电源+5VM串接R29产生模拟电源+5Va,模拟电源+5Va与C17的正极、C12、C2、R13、R25、电感L1的一端和U2的4脚相连。
[0029] Ⅳ. 电源地GND1串接电阻R28产生模拟信号地AGND(以下简称模拟地),AGND与C17的负极、C8的负极、C7的负极、C12、C1、C2、R9、R11、Q4的发射极、Q5的发射极、V1的1脚、D1的正极及U2的11脚相连。
[0030] Ⅴ. 待检测振弦传感器与TV1并联,并与继电器J1和J2的触点连接,J1的中间触点与模拟地相连,J2的中间触点与R1、R2、R3、Q3的集电极相连,R1的另一端与三极管Q4的集电极连接,Q4的发射极与模拟地相连,Q4的基极通过R68与U1的6脚相连。三极管Q3的通过R18与三极管Q5的集电极相连,Q5的发射极与模拟地连接,Q5的基极与R9、R10相连,R10的另一端与U1的11脚相连。Q3的基极与发射极之间并一电阻R8,Q3的发射极通过电阻R16与电容C7的正极和二极管D2的负极连接,D2的正极与D1的负极、三极管Q6的集电极、电感L的一端连接,Q6的发射极与模拟地连接,Q6的基极与R7、R13连接,R7的另一端与U1的3脚相连,R13的另一端与模拟电源5V连接。
[0031] Ⅵ. 待检测振弦传感器激振后产生的与压力相关的频率信号通过R3与V1的2脚、电容C1的一端和运放U1的12脚相连接,V1的1脚和C1的另一脚连接到模拟地AGND,V1的3脚与三极管Q7的集电极相连,Q7的发射极与稳压模块W2的输出端3脚相连,稳压模块W2的2脚与模拟电源+5Va相连,W2的1脚与模拟地AGND相连接,W2产生3V的稳压输出,Q7的基极通过电阻R12与U1的10脚相连,U1的10脚输出高电平时,致Q7饱和导通,则Q7的集电极电压为3V-0.7V=2.3V,从而将运放U2的12脚钳位在2.3V左右以保护运放U2不损坏,另一方面通过R2将待检测振弦传感器输出的交流正弦频率信号偏移在2.3V以使运放U2能够对此交流频率信号放大处理。
[0032] Ⅶ. 运放U1的1脚通过电阻R4和C3的串联连接至U1的3脚,电阻R5和C5并联后跨接在U1的1脚和3脚之间,然后1脚通过R6和C4的串联连接至U1的5脚,电阻R7和C6并联后跨接在U1的5脚和7脚之间,然后7脚连接至9脚,R25和R11对模拟电源+5Va进行分压,分压点与电容C8的正极和U2的2、6及10脚连接在一起,C8的负极与模拟地连接在一起。U1的8脚串接电阻R26后与U1的8脚相连接。
[0033] Ⅷ. U1的7脚与U3的3脚连接, U1的9脚与U4的3脚连接,U1的5脚与U5的6脚连接,U3的2脚串接电阻R19与数字电源+5VM相连,U3的7、8脚短接并与电源+5V(Tx)相连,电阻R20跨接在U3的6脚和7脚之间,U3的6脚与U6的4脚相连;U4的7、8脚短接并与电源+5V(Tx)相连,电阻R22跨接在U4的6脚和7脚之间,U4的6脚与U6的2、3脚相连;U5的2脚串接电阻与电源+5V(Tx)相连,U5的3脚与U6的1脚相连;U6的8脚与电源+5V(Tx)连接,5脚与GND2连接,U6的6脚与接线端子J3的2脚相连,U6的7脚与接线端子J3的1脚相连。
[0034] 2、本发明提供一种待检测振弦传感器频率检测方法,检测装置的工作过程是重复性的,分为以下阶段:(1)正向激励检测阶段:
正向激励检测阶段是指CPU先控制升压电路升压以产生待检测振弦传感器激振所需的高压,然后CPU控制高压激励电路对待检测振弦传感器进行高压脉冲激励,待检测振弦传感器在激励撤销后产生一个与传感器所受压力相关的交流正弦频率信号,该交流信号经滤波放大电路处理后进入波形整形电路,整形电路将正弦交流信号变换成同频的方波信号,CPU对方波信号进行测频,并通过RS485通讯总线输出该频率值。
[0035] (2)正向激励检测完毕后的放电阶段:正向激励检测完毕后的放电阶段是指在完成上述阶段1后,CPU控制放电电路将测量回路中的储能元件的储存电荷进行泄放。
[0036] (3)反向激励检测阶段:反向激励检测阶段是指下一次测量时将高压激励电压的施加方向进行调换。
[0037] (4)反向激励检测完毕后的放电阶段:反向激励检测完毕后的放电阶段同上述(2)。
[0038] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
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