濾波去耦電容，起到了穩(wěn)定電壓的作用。
[0027]分路電壓調節(jié)器的外接電阻Rf值依據(jù)公式Rf = (V1-VZ) /IZ而定，式中的IZ = 1?20mA，當VI = 24V，IZ = 10mA時，Rf取值 18ΚΩ。
[0028]分壓電阻R3和R4依據(jù)公式V0=(l+R3/R4)Vref確定，其中Vref=1.5V，如果使輸出電壓V0UT=150V時，R3和R4取值為R3 = 990KQ，R4= 10K Ω。電阻R3和R4采用了誤差為± 1 %的金屬膜電阻。
[0029]如圖4所示，所述電子開關包括:PNP三極管A92 (Q2)，NPN三極管A42 (Q3)，二極管RS1G(D2)，電阻R5、R6、R7和R8。電阻R5的一端接高壓電源變換器的輸出端V0UT，另一端接三極管A92的發(fā)射極，電阻R6的兩端分別接A92的發(fā)射極和基極，電阻R7的兩端分別接A92的基極和A42的集電極，A42的發(fā)射極接地，基極接R8的一端，R8的另一端為控制開關信號VK，A92的集電極為電子開關輸出信號V0UTI，RS1G的負極接輸出信號V0UTI，正極接地。當電子開關信號VK為高電平時，NPN三極管A42導通，NPN三極管A92也隨著導通，此時電子開關接通。
[0030]系統(tǒng)開始工作時，給高壓電源變換器上電，輸入為直流低電壓信號+24V(VIN)，輸出為直流高電壓信號+150V(V0UT)，然后在控制信號VK的作用下，電子開關接通，高壓直流電(+150V)通過電阻Rl(100歐)給電容C2(luf/250V)充電，充電時間大約只需要1毫秒。由【背景技術】得知:振弦傳感器頻率檢測的工作過程經過激振信號的獲取、激勵振弦傳感器做自由振動、信號調理并計算出振蕩頻率這三個步驟，而激振信號的獲取在當前市場上振弦傳感器激震信號的獲取一般采取通過電感電路不斷給電容充電的方法，給電容充電使其電壓升高到所需要的值，本發(fā)明的頻率測量時間由傳統(tǒng)的大概1.3秒縮短為0.3秒，大大縮短了給電容充電的測量準備時間，實現(xiàn)了振弦傳感器頻率的快速測量。
[0031]上述N溝道功率場效應管Q1采用S19420DY。所述肖特基二極管D1采用MUR115。所述電阻R3和R4需采用誤差為土 1 %的金屬膜電阻。所述PNP三極管Q2采用A92，NPN三極管Q3采用A42，二極管D2采用RS1G。
[0032]如圖5所示，所述激勵電路中，電阻R11和晶體管Q13的發(fā)射極相連，電阻R23的兩端分別和晶體管Q13的發(fā)射極和基極相連，電阻R14和晶體管Q12的基極相連，晶體管Q12的發(fā)射極接地，晶體管Q12的集電極和晶體管Q13的基極之間連接有電阻R10，晶體管Q13的集電極依次連接有二極管D3的負端，以及電阻R15、電阻R16的一端，電阻R15的另一端分別連接3.3V電源和開關二極管BAV99的第二端，開關二極管BAV99的第一端接地，開關二極管BAV99的信號端分別和電阻R16的另一端和電容C13的一端相連，電容C13的另一端接地。
[0033]如圖6所示，所述信號調理電路中包含四個運算放大器，均為LM324的四運算放大器，運算放大器U2A的信號輸入負端和輸出端相連，U2A的輸出端依次連接有電阻R18、電容C7、運算放大器U2C的信號輸入負端，電阻R12和電容C9并聯(lián)在運算放大器U2C的信號輸入負端和輸出端之間，U2C的輸出端依次連接有電阻R9、電容C8的一端，電容C8的另一端分別連接電容C10和電阻R13，此外，電容C10和電阻R13并聯(lián)在運算放大器U2D的信號輸入負端和輸出端之間，運算放大器U2D的輸出端和運算放大器U2B的信號輸入負端相連，運算放大器U2B的輸出端和電阻R17相連。
[0034]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0035]盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，包括激勵電路、信號調理電路;其特征在于，在所述激勵電路、信號調理電路之前還包括改進的激振信號獲取電路； 所述改進的激振信號獲取電路包括高壓電源變換器、電子開關、穩(wěn)壓電容C1、限流電阻R1和儲能電容C2; 所述高壓電源變換器依次和電子開關、限流電阻R1相串聯(lián);所述穩(wěn)壓電容C1 一端連接在所述高壓電源變換器和電子開關之間，穩(wěn)壓電容C1另一端接地;所述儲能電容C2—端和限流電阻R1輸出一端相連，儲能電容C2另一端接地;所述高壓電源變換器上電后進行電壓的轉換，然后在控制信號VK的作用下使得電子開關接通，高壓直流電通過電阻R1完成電容C2瞬時充電。2.根據(jù)權利要求1所述的一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，其特征在于，所述高壓電源變換器包括升壓型DC-DC控制芯片IC1，N溝道功率場效應管Q1，肖特基二極管D1，電感L1，電容C3、C4、C5、C6，電阻R2、R3、R4 和 Rf ； 所述DC-DC控制芯片IC1的V+端通過Rf接低電壓輸入端VIN，VIN與地之間接電容C3，V+與SGND之間接電容C4，VREF與地之間接電容C5;N溝道功率場效應管Q1的柵極接IC1的EXTH和EXTL端，源極接IC1的CS端和電阻R2的一端，R2的另一端接地，Q1的漏極分別連接電感L1的一端和二極管D1的正極，電感L1的另一端接VIN，二極管D1的負端即為高電壓輸出端VOUT，電阻R3的一端接VOUT，另一端接IC1的FB端和R4，R4的另一端接地，電容C6的正端接VOUT，負端接地。3.根據(jù)權利要求1所述的一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，其特征在于，所述電子開關包括PNP三極管Q2，NPN三極管Q3，二極管D2，電阻R5、R6、R7和R8 ； 電阻R5的一端接高壓電源變換器的輸出端VOUT，另一端接三極管Q2的發(fā)射極，電阻R6的兩端分別接Q2的發(fā)射極和基極，電阻R7的兩端分別接Q2的基極和Q3的集電極，Q3的發(fā)射極接地，基極接R8的一端，R8的另一端為控制開關信號VK，Q2的集電極為電子開關輸出信號VOUTI，二極管D2的負極接輸出信號VOUTI，正極接地。4.根據(jù)權利要求2所述的一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，其特征在于，所述升壓型DC-DC控制芯片IC1采用MAX773。5.根據(jù)權利要求1所述的一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，其特征在于，所述激勵電路中，電阻R11和晶體管Q13的發(fā)射極相連，電阻R23的兩端分別和晶體管Q13的發(fā)射極和基極相連，電阻R14和晶體管Q12的基極相連，晶體管Q12的發(fā)射極接地，晶體管Q12的集電極和晶體管Q13的基極之間連接有電阻R10，晶體管Q13的集電極依次連接有二極管D3的負端，以及電阻R15、電阻R16的一端，電阻R15的另一端分別連接3.3V電源和開關二極管BAV99的第二端，開關二極管BAV99的第一端接地，開關二極管BAV99的信號端分別和電阻R16的另一端和電容C13的一端相連，電容C13的另一端接地。6.根據(jù)權利要求1所述的一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，其特征在于，所述信號調理電路中包含四個運算放大器，均為LM324的四運算放大器，運算放大器U2A的信號輸入負端和輸出端相連，U2A的輸出端依次連接有電阻R18、電容C7、運算放大器U2C的信號輸入負端，電阻R12和電容C9并聯(lián)在運算放大器U2C的信號輸入負端和輸出端之間，U2C的輸出端依次連接有電阻R9、電容C8的一端，電容C8的另一端分別連接電容C10和電阻R13，此夕卜，電容C1和電阻R13并聯(lián)在運算放大器U2D的信號輸入負端和輸出端之間，運算放大器U2D的輸出端和運算放大器U2B的信號輸入負端相連，運算放大器U2B的輸出端和電阻R17相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種關于振弦傳感器頻率的快速測量裝置，包括改進的激振信號獲取電路、激勵電路、信號調理電路；改進的激振信號獲取電路包括高壓電源變換器、電子開關、穩(wěn)壓電容C1、限流電阻R1和儲能電容C2；所述高壓電源變換器依次和電子開關、限流電阻R1相串聯(lián)；所述穩(wěn)壓電容C1一端連接在所述高壓電源變換器和電子開關之間，穩(wěn)壓電容C1另一端接地；所述儲能電容C2一端和限流電阻R1一端相連，儲能電容C2另一端接地。本發(fā)明的充電時間是通過電感電路給電容充電時間的千分之一，遠遠小于通過電感電路給電容的充電時間。這樣就能以更快的速度獲得使振弦傳感器工作的激振信號，更快速地得到測量結果，實現(xiàn)了振弦傳感器頻率的快速測量。
【IPC分類】G01D11/00, G01H17/00
【公開號】CN105486334
【申請?zhí)枴緾N201510864591
【發(fā)明人】蔣益興, 馬鴻雁, 馬冬梅
【申請人】常州大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月1日