一种扫频检测电路及其智能采集仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种扫频检测电路及其智能采集仪，属于传感器信号采集设备技术领域，包括振弦传感器、激励电源单元、扫频响应接收单元、信号调理单元和MCU；激励电源单元用于产生激励电压并输入至振弦传感器中；MCU的输出端与激励电源单元电性连接，MCU选择性的调节激励电压大小和频率；扫频响应接收单元用于接收振弦传感器产生的回传信号；扫频响应接收单元的输入端与振弦传感器的输出端电性连接，扫频响应接收单元的输出端与信号调理单元的输入端电性连接；信号调理单元对回传信号的交流分量进行比较和限幅处理后得到方波信号，信号调理单元将方波信号送入MCU中。号调理单元将方波信号送入MCU中。号调理单元将方波信号送入MCU中。

【技术实现步骤摘要】
一种扫频检测电路及其智能采集仪


[0001]本技术涉及传感器信号采集设备
，尤其涉及一种扫频检测电路及其智能采集仪。

技术介绍

[0002]采集基站具有多种不同类型的物理量需要监测，为了对多种物理量进行分别监测，往往要在现场配备许多不同类型的传感器。传感器的输出接口类型并不一致，如数字信号输出接口、模拟信号输出接口或者振弦传感器的频率信号输出接口等。采集基站现场设置的信号采集仪为了应对不同的传感器的输出类型，需要配备多种不同的输入接口及对应的信号处理模块，分别对输入的不同类型信号进行各自独立处理。当现场需要进行传感器的扫频检测时，往往需要配置专门的扫频仪，这将极大的增加设备的整体成本和体积，公开号为CN216870660U的中国专利虽然公开了一种便携式数字扫频仪，但是其提供的电路仍比较复杂，器件繁多，设计过程困难。
[0003]有鉴于此，开发一种结构紧凑、性能可靠的传感器扫频驱动电路，及其对应的智能采集仪，便于携带并适于采集基站的信号采集与检测，是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提出了一种结构紧凑的扫频检测电路及集成度高的智能采集仪。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：一方面，本技术提供了一种扫频检测电路，包括振弦传感器、激励电源单元(1)、扫频响应接收单元(2)、信号调理单元(3)和MCU；
[0006]激励电源单元(1)用于产生激励电压并输入至振弦传感器中；MCU的输出端与激励电源单元(1)电性连接，MCU选择性的调节激励电压大小和频率；
[0007]扫频响应接收单元(2)用于接收振弦传感器产生的回传信号；扫频响应接收单元(2)的输入端与振弦传感器的输出端电性连接，扫频响应接收单元(2)的输出端与信号调理单元(3)的输入端电性连接；扫频响应接收单元(2)对回传信号进行直流分量隔离；
[0008]信号调理单元(3)对回传信号的交流分量进行比较和限幅处理后得到方波信号，信号调理单元(3)将方波信号送入MCU中。
[0009]在以上技术方案的基础上，优选的，所述激励电源单元(1)包括恒流驱动芯片U13、MOS管Q8、三极管Q7和三极管Q8；恒流驱动芯片U13的输入端和使能端分别与电源VPOWER电性连接；恒流驱动芯片U13的输出端与二极管D2的阳极电性连接，二极管D2的阴极分别与电阻R18的一端、电容C10的一端、电容C11的一端、电阻R32的一端以及MOS管Q8的源极电性连接；电阻R18的另一端分别与恒流驱动芯片U13的反馈输入端、电阻R19的一端、电阻R23的一端电性连接，电阻R19的另一端与电容C10的另一端、电容C11的另一端均接地；电阻R23的另一端与三极管Q7的集电极电性连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的基极与MCU的输出端HV CTL电性连接；电阻R32的另一端和MOS管Q8的栅极均与三极管Q9的集电极电性连接，
MOS管Q8的漏极与振弦传感器的输入端电性连接；三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极与MCU的输出端K JL电性连接；MCU选择性的导通三极管Q7或者Q8，改变恒流驱动芯片U13的输出电压V JL的大小或者频率。
[0010]优选的，所述扫频响应接收单元(2)包括第一运算放大器U5和稳压二极管DZ2；振弦传感器的输出端与电阻R35的一端电性连接，电阻R35的另一端分别与稳压二极管DZ2的阴极、电阻R36的一端、电阻R37的一端和电容C12的一端电性连接，稳压二极管DZ2的阳极接地；电容C12的另一端与电阻R38的一端和第一运算放大器U5的反相输入端电性连接；电阻R36的另一端接地，电阻R37的另一端与电容C13的一端电性连接，电容C13的另一端与电阻R38的另一端和第一运算放大器U5的输出端电性连接；第一运算放大器U5的同相输入端与电容C15的一端电性连接，电容C15的另一端接地；第一运算放大器U5的输出端还与电容C16的一端电性连接，电容C16的另一端与信号调理单元(3)的输入端电性连接。
[0011]优选的，所述信号调理单元(3)包括第二运算放大器U6、第三运算放大器U7、二极管D3和D5；扫频响应接收单元(2)的输出端和电阻R39的一端分别与第二运算放大器U6的同相输入端电性连接，电阻R39的另一端与参考电压VERF电性连接；电阻R40的一端与第二运算放大器U6的反相输入端和电阻R41的一端电性连接，电阻R40的另一端与电容C22的一端电性连接，电容C22的另一端接地；电阻R41的另一端与第二运算放大器U6的输出端电性连接；第二运算放大器U6的输出端还与电容C23的一端电性连接，电容C23的另一端与电阻R42的一端电性连接，电阻R42的另一端分别与第三运算放大器U7的反相输入端和电阻R43的一端电性连接，电阻R43的另一端与第三运算放大器U7的输出端电性连接；参考电压VERF还与第三运算放大器U7的同相输入端电性连接；第三运算放大器U7的输出端与MCU的输入端电性连接。
[0012]另一方面，本技术还提供了一种智能采集仪，包括电压信号采集单元(4)、电流信号采集单元(5)、电阻信号采集单元(6)、通道选择器(7)、模数转换单元(8)以及上述的扫频检测电路；电压信号采集单元(4)的输出端、电流信号采集单元(5)的输出端或者电阻信号采集单元(6)的输出端分别与通道选择器(7)的不同输入通道对应电性连接；通道选择器(7)的输出端与模数转换单元(8)的输入端电性连接，模数转换单元(8)的输出端与MCU通信连接；电压信号采集单元(4)选择性的与输出电压信号的传感器电性连接；电流信号采集单元(5)选择性的与输出电流信号的传感器电性连接，电阻信号采集单元(6)选择性的与输出电阻值变化信号的传感器电性连接；MCU的输出端与通道选择器(7)电性连接，通道选择器(7)择一的将电压信号采集单元(4)、电流信号采集单元(5)或者电阻信号采集单元(6)与模数转换单元(8)电性连接。
[0013]优选的，电压信号采集单元(4)包括第四运算放大器U10和若干分压电阻；输出电压信号的传感器分别与电阻R47的一端、电容C28的一端电性连接，电阻R47的另一端分别与电阻R48的一端和第四运算放大器U10的同相输入端电性连接，电阻R48的另一端与电容C28的另一端均接地；第四运算放大器U10的反相输入端与输出端电性连接；第四运算放大器U10的输出端与分压电阻R49的一端电性连接，分压电阻R49的另一端分别与分压电阻R50的一端、电容C29的一端和通道选择器(7)的输入通道0电性连接，电容C29的另一端接地；分压电阻R50的另一端分别与分压电阻R51的一端、电容C30的一端和通道选择器(7)的输入通道6电性连接，分压电阻R51的另一端与电容C30的另一端均接地。
[0014]优选的，所述电阻信号采集单元(6)包括第五运算放大器U11和第六运算放大器U12；基准电压信号与第五运算放大器U11的同相输入端电性连接，第五运算放大器U11的反相输入端与其输出端电性连接，第五运算放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扫频检测电路，其特征在于，包括振弦传感器、激励电源单元(1)、扫频响应接收单元(2)、信号调理单元(3)和MCU；激励电源单元(1)用于产生激励电压并输入至振弦传感器中；MCU的输出端与激励电源单元(1)电性连接，MCU选择性的调节激励电压大小和频率；扫频响应接收单元(2)用于接收振弦传感器产生的回传信号；扫频响应接收单元(2)的输入端与振弦传感器的输出端电性连接，扫频响应接收单元(2)的输出端与信号调理单元(3)的输入端电性连接；扫频响应接收单元(2)对回传信号进行直流分量隔离；信号调理单元(3)对回传信号的交流分量进行比较和限幅处理后得到方波信号，信号调理单元(3)将方波信号送入MCU中。2.根据权利要求1所述的一种扫频检测电路，其特征在于，所述激励电源单元(1)包括恒流驱动芯片U13、MOS管Q8、三极管Q7和三极管Q8；恒流驱动芯片U13的输入端和使能端分别与电源VPOWER电性连接；恒流驱动芯片U13的输出端与二极管D2的阳极电性连接，二极管D2的阴极分别与电阻R18的一端、电容C10的一端、电容C11的一端、电阻R32的一端以及MOS管Q8的源极电性连接；电阻R18的另一端分别与恒流驱动芯片U13的反馈输入端、电阻R19的一端、电阻R23的一端电性连接，电阻R19的另一端与电容C10的另一端、电容C11的另一端均接地；电阻R23的另一端与三极管Q7的集电极电性连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的基极与MCU的输出端HV CTL电性连接；电阻R32的另一端和MOS管Q8的栅极均与三极管Q9的集电极电性连接，MOS管Q8的漏极与振弦传感器的输入端电性连接；三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极与MCU的输出端K JL电性连接；MCU选择性的导通三极管Q7或者Q8，改变恒流驱动芯片U13的输出电压V JL的大小或者频率。3.根据权利要求2所述的一种扫频检测电路，其特征在于，所述扫频响应接收单元(2)包括第一运算放大器U5和稳压二极管DZ2；振弦传感器的输出端与电阻R35的一端电性连接，电阻R35的另一端分别与稳压二极管DZ2的阴极、电阻R36的一端、电阻R37的一端和电容C12的一端电性连接，稳压二极管DZ2的阳极接地；电容C12的另一端与电阻R38的一端和第一运算放大器U5的反相输入端电性连接；电阻R36的另一端接地，电阻R37的另一端与电容C13的一端电性连接，电容C13的另一端与电阻R38的另一端和第一运算放大器U5的输出端电性连接；第一运算放大器U5的同相输入端与电容C15的一端电性连接，电容C15的另一端接地；第一运算放大器U5的输出端还与电容C16的一端电性连接，电容C16的另一端与信号调理单元(3)的输入端电性连接。4.根据权利要求3所述的一种扫频检测电路，其特征在于，所述信号调理单元(3)包括第二运算放大器U6、第三运算放大器U7、二极管D3和D5；扫频响应接收单元(2)的输出端和电阻R39的一端分别与第二运算放大器U6的同相输入端电性连接，电阻R39的另一端与参考电压VERF电性连接；电阻R40的一端与第二运算放大器U6的反相输入端和电阻R41的一端电性连接，电阻R40的另一端与电容C22的一端电性连接，电容C22的另一端接地；电阻R41的另一端与第二运算放大器U6的输出端电性连接；第二运算放大器U6的输出端还与电容C23的一端电性连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖毅，敖发祥，刘顺，熊渐，陶亮，朱培淑，
申请(专利权)人：武汉华和物联技术有限公司，
类型：新型
国别省市：