一种无线测振传感器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种无线测振传感器，包括振动传感器、Lora无线通信模块，还包括差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路，振动传感器的输出端依次经差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路连接Lora无线通信模块的模拟输入端。本实用新型专利技术通过差分放大电路对多级运算放大器结构造成的共模干扰进行抑制，通过低通滤波电路过滤高频噪声干扰，通过带通滤波电路抑制低频噪声，极大的提高了振动信号的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种无线测振传感器
本技术涉及无线测振
，尤其涉及一种无线测振传感器。
技术介绍
高柔建筑结构、大跨度桥梁、水坝等的振动特性是评估其结构损伤和承载能力的重要参数，因此准确的检测振动信号是决定结构健康监测评估好坏的关键。无线测振传感器广泛应用于建筑结构、大跨度桥梁、水坝等的振动监测，采集的振动信号可通过无线通信的方式进行传输。由于振动信号往往极其微弱，必须对振动信号信号进行高增益放大、低通滤波等处理，以满足后续AD采样测量的需要。实现高增益最为有效的方式通常是电路选用多级运算放大器结构，而这种结构在提高增益的同时，共模干扰信号也随之增强，降低了振动信号的测量精度。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种无线测振传感器，以解决传统无线测振传感器中共模干扰降低了振动信号测量精度的问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种无线测振传感器，包括振动传感器、Lora无线通信模块，还包括差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路；振动传感器的输出端依次经差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路连接Lora无线通信模块的模拟输入端。可选的，振动传感器为941B型。可选的，差分放大电路包括运算放大器U1～U3、电阻R1～R6及可变电阻R7；振动传感器的输出端分别连接运算放大器U1、运算放大器U2的同相输入端，运算放大器U1的反相输入端经可变电阻R7连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U1的输出端经电阻R1连接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U2的输出端经电阻R2连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U1的输出端还依次经电阻R3、电阻R4连接运算放大器U3的输出端，电阻R3与电阻R4的公共端连接运算放大器U3的同相输入端，运算放大器U2的输出端还依次经电阻R5、电阻R6接地，电阻R5与电阻R6的公共端连接运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U3的输出端还连接低通滤波电路的输入端。可选的，差分放大电路还包括可变电阻R8～R9，电阻R3与电阻R4的公共端还经可变电阻R8接地，电阻R5与电阻R6的公共端还经可变电阻R9接地。可选的，低通滤波电路包括运算放大器U4、电阻R9～R11及电容C1～C3；差分放大电路的输出端经电阻R9连接带通滤波电路的输入端，电阻R9与带通滤波电路输入端的公共端分别经电容C1连接运算放大器U4的反相输入端、经电容C2连接运算放大器U4的输出端，放大器U4的输出端还依次经电阻R11、电容C3接地，电阻R11与电容C3的公共端经电阻R10连接运算放大器U4的反相输入端，运算放大器U4的同相输入端接地。可选的，带通滤波电路包括运算放大器U5～U6、电阻R12～R19及电容C4～C7；低通滤波电路的输出端依次经电容C4、电阻R12连接运算放大器U5的反相输入端，运算放大器U5的同相输入端经电阻R14连接电源VCC，运算放大器U5的同相输入端还经并联的电阻R15、电容C5接地，运算放大器U5的输出端经电阻R13连接运算放大器U5的反相输入端；运算放大器U5的输出端还依次经电容C6、电阻R16连接运算放大器U6的反相输入端，运算放大器U6的同相输入端经电阻R18连接电源VCC，运算放大器U6的同相输入端还经并联的电阻R19、电容C7接地，运算放大器U6的输出端经电阻R17连接运算放大器U6的反相输入端，运算放大器U6的输出端还连接Lora无线通信模块的模拟输入端。本技术的无线测振传感器相对于现有技术具有以下有益效果：(1)通过差分放大电路对多级运算放大器结构造成的共模干扰进行抑制，通过低通滤波电路过滤高频噪声干扰，通过带通滤波电路抑制低频噪声，极大的提高了振动信号的测量精度；(2)低通滤波电路中的运算放大器通过电容C1、电容C2与主信号通道进行隔离，运算放大器的温度漂移电压信号、直流失调和直流漂移信号不会叠加到主信道中，从而达到了抑制温度漂移、直流失调和直流漂移的目的，提高了低通滤波电路的滤波性能，进而进一步提高了振动信号的测量精度。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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为本技术的无线测振传感器的结构框图；图2为本技术的差分放大电路的电路图；图3为本技术的低通滤波电路的电路图；图4为本技术的带通滤波电路的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本实施例的无线测振传感器，包括振动传感器、Lora无线通信模块，还包括差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路。振动传感器的输出端依次经差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路连接Lora无线通信模块的模拟输入端。其中，Lora无线通信模块集成了Lora通信功能和控制功能，可参考传统电路，振动传感器用于检测目标对象的振动信号；差分放大电路用于对振动传感器输出信号进行初级放大，提取有用的振动信号；差分放大电路对有用信号放大的同时，各种混杂的噪声干扰信号也得到相同效果的放大，低通滤波电路用于对差分放大电路放大后的信号进行滤波，实现对噪声信号抑制；信号经低通滤波电路的处理，高频噪声分量被大大的滤除，但信号幅度较小，难以满足Lora无线通信模块AD转换输入电压幅值的要求，还需进行放大处理，带通滤波电路具备高增益放大和带通滤波特性，用于在信号放大的同时对信号原有的低频干扰和处理电路本身混杂的低频噪声进行有效的抑制；Lora无线通信模块用于对接收到的振动信号进行AD转换并通过无线的方式发送到后台。这样，本实施例可通过差分放大电路对多级运算放大器结构造成的共模干扰进行抑制，通过低通滤波电路过滤高频噪声干扰，通过带通滤波电路抑制低频噪声，极大的提高了振动信号的测量精度。具体的，本实施例优选振动传感器为941B型。941B型振动传感器属于模拟传感器，尺寸和重量较大不易集成，故采用三线端子与发射节点连接，941B型为三线制输出，即电源线、信号线和地线。如图2所示，本实施例优选差分放大电路包括运算放大器U1～U3、电阻R1～R6及可变电阻R7。振动传感器的输出端分别连接运算放大器U1、运算放大器U2的同相输入端，运算放大器U1的反相输入端经可变电阻R7连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U1的输出端经电阻R1连接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U2的输出端经电阻R2连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U1的输出端还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线测振传感器，包括振动传感器、Lora无线通信模块，其特征在于，还包括差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路；/n振动传感器的输出端依次经差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路连接Lora无线通信模块的模拟输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线测振传感器，包括振动传感器、Lora无线通信模块，其特征在于，还包括差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路；
振动传感器的输出端依次经差分放大电路、低通滤波电路及带通滤波电路连接Lora无线通信模块的模拟输入端。


2.如权利要求1所述的无线测振传感器，其特征在于，振动传感器为941B型。


3.如权利要求1所述的无线测振传感器，其特征在于，差分放大电路包括运算放大器U1～U3、电阻R1～R6及可变电阻R7；
振动传感器的输出端分别连接运算放大器U1、运算放大器U2的同相输入端，运算放大器U1的反相输入端经可变电阻R7连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U1的输出端经电阻R1连接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U2的输出端经电阻R2连接运算放大器U2的反相输入端，运算放大器U1的输出端还依次经电阻R3、电阻R4连接运算放大器U3的输出端，电阻R3与电阻R4的公共端连接运算放大器U3的同相输入端，运算放大器U2的输出端还依次经电阻R5、电阻R6接地，电阻R5与电阻R6的公共端连接运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U3的输出端还连接低通滤波电路的输入端。


4.如权利要求3所述的无线测振传感器，其特征在于，差分放大电路还包括可变电阻R8～R9，电阻R3与电阻R4的公共端还经可变电阻R8接地，电阻R5与电阻R6的公共端还经可变电...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，
申请(专利权)人：武汉恩德斯自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42