一种键相前置放大器制造技术

本实用新型专利技术提供一种键相前置放大器，包括依次连接的信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路和电源电路，电源电路的电源输出分别连接到信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路的电源输入端；前述滞回比较电路包括两个比较器，两个比较器输出分别设定为高低阈值触发电压；高低阈值触发电压输出分别接逻辑门和触发器，触发器输出具有滞回特征的方波信号。电源电路为前述各功能电路连接提供工作电源和参考电平。

【技术实现步骤摘要】
一种键相前置放大器
本技术涉及测量仪表领域，具体而言涉及一种键相前置放大器。
技术介绍
键相测量通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键，称键相标记。当这个凹槽或凸键转到传感器安装位置时，传感器会产生一个电压信号，轴每转一圈，就会产生一个信号，产生的时刻表明了轴在周期中的相对位置。通常传感器输出信号为类正弦交流信号(一般为感应产生的电磁信号)，为精确确定相位需通过前置放大器将传感器信号转换成具有陡峭上下沿的脉冲信号。键相前置放大器在机械保护系统中具有广泛的应用，通过对脉冲计数，可以测量轴的转速；通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定振动的相位角，用于轴系频谱、幅频等特性分析；汽轮机等机械起动时可采用键相信号辅助偏心测量。现代控制技术要求对键相的频率和相位作出精确测量，作为数字精确控制的基准，由于被测轴的转速大，应该说后者的难度很大，现有放大器难以完成对相位的精确测量。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种键相前置放大器，采用混合集成电路和运算放大器等器件将传感器输入的转速信号转换成脉宽固定的标准脉冲信号，尤其是信号调理电路、滞回比较电路，具有传输延时小、相位跟踪稳定、可靠高等优点，可为转速、偏心测量及机械故障诊断提供相位参考信号。为达成上述目的，本技术提出一种键相前置放大器，包括依次连接的信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路和电源电路，电源电路的电源输出分别连接到信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路的电源输入端；前述滞回比较电路包括两个比较器，两个比较器输出分别设定为高低阈值触发电压Vth、Vtl；高低阈值触发电压输出分别接逻辑门和触发器，高低触发阈值由比较器电位器SW10-11和电阻R112-115构成的分压电路提供，电路将输入信号电平与触发阈值的比较，触发器输出具有滞回特征的方波信号。前述信号调理电路采用限幅整流电路和滤波放大电路，将键相传感器输出的类正弦波转速信号转换成半波转速信号，并使用滤波放大电路将转速信号转换成适合进行比较的电平信号。前述输出驱动电路使用光耦和晶体管放大电路对输出脉冲进行隔离输出，增加前置放大器带负载能力。前述电源电路采用电压基准芯片为前述滞回比较电路提供阈值参考电平。前述信号调理电路采用限幅整流电路将键相传感器器输出的类正弦波转速信号转换成半波转速信号，并使用滤波放大电路将转速信号转换成适合进行比较的电平信号。信号调理电路用于对其所接收的转速传感器信号进行限幅、整流、滤波、放大，为滞回比较器提供所需的半波转速信号；前述整形电路采用混合集成电路将转速方波信号转换成脉宽固定的键相信号，整形电路用于调整滞回比较电路输出的方波信号脉宽，以生成脉宽固定的键相脉冲信号；脉宽可修改元件参数进行调整。进一步，前述信号调理电路采用二极管对全波转速信号进行限位和整流，滤波电路使用有源滤波电路，消除转速信号中耦合的噪音，并进行放大。本技术的有益效果，采用运算放大器、比较器、逻辑门等电路对传感器输入的转速信号进行处理，生成脉宽固定、触发阈值可调的键相参考信号，为精确确定相位需通过前置放大器将传感器信号转换成具有陡峭上下沿的脉冲信号。本技术系统相位跟踪准确、传输延时小、抗干扰能力强、运行稳定可靠，在机械保护系统中具有广泛的应用，通过精确完成测量轴的转速的相位。本技术采用运算放大器和逻辑门电路等器件将传感器输入的转速信号转换成脉宽固定的标准脉冲信号，相位跟踪准确、运行可，可用于转速测量和作为偏心测量及机械故障诊断的键相参考信号。附图说明图1为本技术较优实施例的键相前置放大器的模块示意图。图2为图1实施例中计数逻辑控制电路的电路原理图。图3为图1实施例中译码电路的电路原理图。图4为图1实施例中信号调理电路的电路原理图。图5为图1实施例中报警电路的电路原理图。图6为图1实施例中定期及继电器输出电路的电路原理图。具体实施方式为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。如图1所示，根据本技术的较优实施例，键相前置放大器包括信号调理电路1、滞回比较电路2、整形电路3、输出驱动电路4、电源电路5。如图1所示，信号调理电路1与前述滞回比较电路2连接，滞回比较2的输出与整形电路3连接，整形电路3的输出与输出驱动电路4连接，电源电路5为前述各功能电路提供工作电源，并为滞回比较电路2提供触发阈值参考电平。信号调理电路1用于对转速传感器信号进行限幅、整流、滤波、放大。如图2所示，本实施例中，信号调理电路1包括二极管D1、D2、电阻R103、R104、R105-107、电容C111、C112和运算放大器U100、U100B。其中：图2中二极管D1、D2进行限幅整流，将输入信号调理成半波转速信号，运算放大器U100和电阻电容构成有源滤波放大电路，用于滤除高频噪音并放大有用信号。滞回比较器采用比较器和逻辑门电路将转速信号转换成方波信号。比较器具有可调高低触发阈值，形成具有滞回特性的触发电路，其高低触发阈值采用可调分压电路进行设置。滞回比较电路2根据设置的触发阈值电压将转速信号转换成方波信号。如图3所示，本实施例中，滞回比较电路2包括两个比较器U101A、B分别设定为高低阈值触发电压Vth、Vtl、分别接逻辑门(U102B、C、U103A-D)、和触发器U104A，高低触发阈值由比较器电路中电位器SW10-11和电阻R112-115构成的分压电路提供，电路将输入信号电平与触发阈值的比较，由电位器SW10-11和电阻R112-115构成的分压电路提供，该功能电路将输入信号电平与触发阈值的比较，输出(生成)具有滞回特征的方波信号。参考图4所示，整形电路包括混合集成电路和电阻电容等无源器件，用于将方波信号转换成具有固定脉宽的脉冲信号，脉宽可通过调整元器件参数设置。整形电路3固定脉宽产生电路包括混合集成电路U105和电阻电容，用于将方波信号转速成具有固定脉宽的脉冲信号，其中R118和C107用于调整脉冲宽度。参考图5所示，输出驱动电路包括光耦、晶体管等元件，用于隔离输出与其他功能电路，并增加负载驱动能力。输出驱动电路4包括光耦OPT1、晶体管Q1和电阻电容，其中光耦OPT1将输出信号与前级电路进行物理隔离，晶体管Q1为主的放大电路用于增加输出信号的驱动能力。参考图6所示，电源电路采用隔离电源模块为前置器内各功能电路提供工作电源和比较器阈值参考电平。电源电路5包括隔离模块电源POW1、POW2、基准电压源U1和电阻电容，基准电压源U1为滞回比较电路2触发阈值提供参考电平，模块电源POW1为信号调理电路1、滞回比较电路2、整形电路3提供工作电源，模块电源POW2为输出驱动电路提供工作电源。可见，本实施例的键相前置放大器采用运算放大器、比较器、逻辑门等电路对传感器输入的转速信号进行处理，生成脉宽固定、触发阈值可调的键相参考信号，系统相位跟踪准确、传输延时小、抗干扰能力强、运行稳定可靠，适用于转速、偏心测量和机械故障诊断。综上所述，本技术特点如下：1、采用具有可调高低触发阈值电平的滞回比较器，适用于连接信号幅值不同的转速传感器(如磁电式转速传感器、电涡流传感器)，并可根据现场背景噪音大小调整触发阈值，可有效提高前置放大器抗干扰能力。2、采用全硬件设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种键相前置放大器，其特征在于，包括依次连接的信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路和电源电路，电源电路的电源输出分别连接到信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路的电源输入端；前述滞回比较电路包括两个比较器，两个比较器输出分别设定为高低阈值触发电压；高低阈值触发电压输出分别接逻辑门和触发器，触发器输出具有滞回特征的方波信号。

【技术特征摘要】
1.一种键相前置放大器，其特征在于，包括依次连接的信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路和电源电路，电源电路的电源输出分别连接到信号调理电路、滞回比较电路、整形电路、输出驱动电路的电源输入端；前述滞回比较电路包括两个比较器，两个比较器输出分别设定为高低阈值触发电压；高低阈值触发电压输出分别接逻辑门和触发器，触发器输出具有滞回特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，刘桂兴，胡乾隆，陶宇杰，杨芹，万志云，陈建峰，吴磊，苏娣，沈澄，詹筱珊，
申请(专利权)人：江苏利核仪控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32