遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路，包括通道自檢控制電路、電荷-電壓變換電路、帶通濾波和電壓-電流變換電路，具體包括正弦波芯片IC1、輸入連接件CN1、繼電器K1、轉(zhuǎn)換電容C2、跟隨器IC2、濾波運放IC3、放大器IC4、隔直電容C3、隔直電阻R4、高頻電阻R5、高頻電容C4、正端電阻R8、負(fù)端電阻R9、反饋電阻R10、偏置電阻R11、轉(zhuǎn)換電阻R12、綜合連接件CN2等。本發(fā)明在外控信號的作用下，工作于正常的信號處理變送狀態(tài)，工作于監(jiān)測通道的自檢狀態(tài)，利用正弦波作為通道自檢的測試信號，且該變送電路可同時輸出電壓信號和電流信號，本發(fā)明電路實時性強(qiáng)、成本低、通用性好、可靠性高。
【專利說明】遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)測控領(lǐng)域，涉及一種電路，特別涉及一種遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路，適用于對振動信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離變送傳輸及自檢的應(yīng)用場合，特別是核電設(shè)備中進(jìn)行松動件監(jiān)測的場合。
【背景技術(shù)】
[0002]在核電站反應(yīng)堆設(shè)備及其他生產(chǎn)設(shè)備中，常需監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備中機(jī)械部件的松動情況，以確保生產(chǎn)設(shè)備的安全運行。目前，常用的方案是:在需要被監(jiān)測的生產(chǎn)設(shè)備上安裝加速度傳感器，并將其輸出信號連接到安裝在其附近的電荷放大器中，再將電荷放大器的輸出信號傳輸?shù)娇刂剖摇，F(xiàn)有方案的不足之處在于:一是此類生產(chǎn)設(shè)備運行時處于振動狀態(tài)，傳感器連線等出現(xiàn)斷路等故障后難以及時診斷、維護(hù)；二是常規(guī)的電荷放大器輸出的是電壓信號，經(jīng)長距離傳輸易產(chǎn)生畸變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路。該電路采用基于通道自檢、電荷-電壓變換、帶通濾波、電壓-電流變換等處理方案，當(dāng)處于自檢狀態(tài)時，則輸出預(yù)設(shè)的正弦波信號，使后續(xù)的監(jiān)控系統(tǒng)可據(jù)此判定該變送通道的正常與否。
[0004]本發(fā)明包括通道自檢控制電路、電荷-電壓變換電路、帶通濾波和電壓-電流變換電路。
[0005]通道自檢控制電路包括輸入連接件CNl、綜合連接件CN2、正弦波芯片ICl、振蕩電阻R1、振蕩電容Cl、正弦電阻R2、繼電器K1、三極管Q1、二極管D1、基極電阻R3、負(fù)電源電容C5和正電源電容C6，輸入連接件CNl的地端GND端接地，CNl的輸入端IN端與繼電器Kl中的一個觸點開關(guān)Kl-1的常閉觸點NC端連接，觸點開關(guān)Kl-1的公共端COM端與繼電器Kl中的另一個觸點開關(guān)K1-2的公共端COM端、轉(zhuǎn)換電容C2的一端及跟隨器IC2的正輸入端+IN端連接，觸點開關(guān)K1-2的常開端ON端與正弦電阻R2的一端連接，正弦電阻R2的另一端與正弦波芯片ICl的輸出端OUT端連接，正弦波芯片ICl的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，正弦波芯片ICl的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接，正弦波芯片ICl的地端GND端接地，正弦波芯片ICl的波形選擇端A0、Al端分別與電路正電源端VCC端和地端連接，正弦波芯片ICl的參考端REF端與振蕩電阻Rl的一端連接，振蕩電阻Rl的另一端與正弦波芯片ICl的輸入端IN端連接，正弦波芯片ICl的振蕩端COSC端與振蕩電容Cl的一端連接，振蕩電容Cl的另一端接地，綜合連接件CN2的自檢控制端UC端與基極電阻R3的一端連接，基極電阻R3的另一端與三極管Ql的基極b端連接，三極管Ql的射極e端接地，三極管Ql的集電極c端與繼電器Kl線圈的一端、二極管Dl的陽極連接，繼電器Kl線圈的另一端與二極管Dl的陰極、電路正電源端VCC端連接，綜合連接件CN2的正電源端+V端與電路正電源端VCC端、正電源電容C6的一端連接，綜合連接件CN2的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端、負(fù)電源電容C5的一端連接，綜合連接件CN2的地端GND端同時與負(fù)電源電容C5的另一端、正電源電容C6的另一端相連接，且接地。
[0006]電荷-電壓變換電路包括轉(zhuǎn)換電容C2、跟隨器IC2，轉(zhuǎn)換電容C2的另一端接地，跟隨器IC2的負(fù)輸入端-1N端與IC2的輸出端OUT端、隔直電容C3的一端連接，跟隨器IC2的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，跟隨器IC2的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接。
[0007]帶通濾波和電壓-電流變換電路包括濾波運放IC3、放大器IC4、隔直電容C3、隔直電阻R4、高頻電阻R5、高頻電容C4、接地電阻R6、輸出電阻R7、正端電阻R8、負(fù)端電阻R9、反饋電阻RlO、偏置電阻Rl 1、變換電阻Rl2，隔直電容C3的另一端與隔直電阻R4的一端、高頻電阻R5的一端連接，隔直電阻R4的另一端接地，高頻電阻R5的另一端與高頻電容C4的一端、濾波運放IC3的正輸入端+IN端連接，高頻電容C4的另一端接地，濾波運放IC3的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，濾波運放IC3的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接，接地電阻R6的一端接地,接地電阻R6的另一端與濾波運放IC3的負(fù)輸入端-1N端、輸出電阻R7的一端連接，輸出電阻R7的另一端與濾波運放IC3的輸出端OUT端、綜合連接件CN2的電壓輸出端UO端及正端電阻R8的一端連接，正端電阻R8的另一端與放大器IC4的正輸入端+IN端、偏置電阻Rll的一端連接,偏置電阻Rll的另一端與變換電阻R12的一端、綜合連接件CN2的電流輸出端IO端連接，負(fù)端電阻R9的一端接地，負(fù)端電阻R9的另一端與放大器IC4的負(fù)輸入端-1N端、反饋電阻RlO的一端連接，反饋電阻RlO的另一端與放大器IC4的輸出端OUT端、變換電阻R12的另一端連接，放大器IC4的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，放大器IC4的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
[0009]本發(fā)明利用正弦波作為通道自檢的測試信號，易于判斷該通道的正常與否，且該變送電路可同時輸出電壓信號和電流信號，以適應(yīng)不同傳輸距離的應(yīng)用選擇，該方法實時性強(qiáng)、成本低、通用性好、可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的電路圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0012]如圖1所示，遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路，包括通道自檢控制電路、電荷-電壓變換電路、帶通濾波和電壓-電流變換電路。
[0013]通道自檢控制電路包括輸入連接件CNl、綜合連接件CN2、正弦波芯片ICl、振蕩電阻R1、振蕩電容Cl、正弦電阻R2、繼電器K1、三極管Q1、二極管D1、基極電阻R3、負(fù)電源電容C5和正電源電容C6，輸入連接件CNl的地端GND端接地，CNl的輸入端IN端與繼電器Kl中的一個觸點開關(guān)Kl-1的常閉觸點NC端連接，觸點開關(guān)Kl-1的公共端COM端與繼電器Kl中的另一個觸點開關(guān)K1-2的公共端COM端、轉(zhuǎn)換電容C2的一端及跟隨器IC2的正輸入端+IN端連接，觸點開關(guān)K1-2的常開端ON端與正弦電阻R2的一端連接，正弦電阻R2的另一端與正弦波芯片ICl的輸出端OUT端連接，正弦波芯片ICl的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，正弦波芯片ICl的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接，正弦波芯片ICl的地端GND端接地，正弦波芯片ICl的波形選擇端A0、Al端分別與電路正電源端VCC端和地端連接，正弦波芯片ICl的參考端REF端與振蕩電阻Rl的一端連接，振蕩電阻Rl的另一端與正弦波芯片ICl的輸入端IN端連接，正弦波芯片ICl的振蕩端COSC端與振蕩電容Cl的一端連接，振蕩電容Cl的另一端接地，綜合連接件CN2的自檢控制端UC端與基極電阻R3的一端連接，基極電阻R3的另一端與三極管Ql的基極b端連接，三極管Ql的射極e端接地，三極管Ql的集電極c端與繼電器Kl線圈的一端、二極管Dl的陽極連接，繼電器Kl線圈的另一端與二極管Dl的陰極、電路正電源端VCC端連接，綜合連接件CN2的正電源端+V端與電路正電源端VCC端、正電源電容C6的一端連接，綜合連接件CN2的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端、負(fù)電源電容C5的一端連接，綜合連接件CN2的地端GND端同時與負(fù)電源電容C5的另一端、正電源電容C6的另一端相連接，且接地。
[0014]電荷-電壓變換電路包括轉(zhuǎn)換電容C2、跟隨器IC2，轉(zhuǎn)換電容C2的另一端接地，跟隨器IC2的負(fù)輸入端-1N端與IC2的輸出端OUT端、隔直電容C3的一端連接，跟隨器IC2的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，跟隨器IC2的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接。
[0015]帶通濾波和電壓-電流變換電路包括濾波運放IC3、放大器IC4、隔直電容C3、隔直電阻R4、高頻電阻R5、高頻電容C4、接地電阻R6、輸出電阻R7、正端電阻R8、負(fù)端電阻R9、反饋電阻RlO、偏置電阻Rl 1、變換電阻Rl2，隔直電容C3的另一端與隔直電阻R4的一端、高頻電阻R5的一端連接，隔直電阻R4的另一端接地，高頻電阻R5的另一端與高頻電容C4的一端、濾波運放IC3的正輸入端+IN端連接，高頻電容C4的另一端接地，濾波運放IC3的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，濾波運放IC3的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接,接地電阻R6的一端接地，接地電阻R6的另一端與濾波運放IC3的負(fù)輸入端-1N端、輸出電阻R7的一端連接，輸出電阻R7的另一端與濾波運放IC3的輸出端OUT端、綜合連接件CN2的電壓輸出端UO端及正端電阻R8的一端連接，正端電阻R8的另一端與放大器IC4的正輸入端+IN端、偏置電阻Rll的一端連接,偏置電阻Rll的另一端與變換電阻R12的一端、綜合連接件CN2的電流輸出端IO端連接，負(fù)端電阻R9的一端接地，負(fù)端電阻R9的另一端與放大器IC4的負(fù)輸入端-1N端、反饋電阻RlO的一端連接，反饋電阻RlO的另一端與放大器IC4的輸出端OUT端、變換電阻R12的另一端連接，放大器IC4的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，放大器IC4的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接。
[0016]本發(fā)明所使用的包括正弦波芯片IC1、跟隨器IC2、濾波運放IC3、放大器IC4及三極管Ql、二極管Dl、繼電器Kl、輸入連接件CNl和綜合連接件CNl等在內(nèi)的所有器件均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，可以通過市場取得。例如:正弦波芯片采用MAX038，跟隨器、濾波運放、放大器均用TLC2254，三極管采用C8050，二極管采用IN4001，繼電器采用DS2Y系列，輸入連接件采用CH2.54-2，綜合連接件采用CH2.54-6等。
[0017]帶通濾波和電壓-電流變換電路包括濾波運放IC3、放大器IC4、隔直電容C3、隔直電阻R4、高頻電阻R5、高頻電容C4、接地電阻R6、輸出電阻R7、正端電阻R8、負(fù)端電阻R9、反饋電阻R10、偏置電阻R11、變換電阻R12，
[0018]本發(fā)明中的主要電路參數(shù)及輸入輸出關(guān)系如下:
[0019]圖1中的正弦波芯片ICl的輸出端輸出的正弦波頻率fsin(單位:Hz)，與振蕩電阻R1、振蕩電容Cl間的關(guān)系如式(I)所示。
[0020]
【權(quán)利要求】
1.遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路，包括通道自檢控制電路、電荷-電壓變換電路、帶通濾波和電壓-電流變換電路，其特征在于: 通道自檢控制電路包括輸入連接件CN1、綜合連接件CN2、正弦波芯片IC1、振蕩電阻Rl、振蕩電容C1、正弦電阻R2、繼電器Kl、三極管Ql、二極管D1、基極電阻R3、負(fù)電源電容C5和正電源電容C6，輸入連接件CNl的地端GND端接地，CNl的輸入端IN端與繼電器Kl中的一個觸點開關(guān)Kl-1的常閉觸點NC端連接，觸點開關(guān)Kl-1的公共端COM端與繼電器Kl中的另一個觸點開關(guān)K1-2的公共端COM端、轉(zhuǎn)換電容C2的一端及跟隨器IC2的正輸入端+IN端連接，觸點開關(guān)K1-2的常開端ON端與正弦電阻R2的一端連接，正弦電阻R2的另一端與正弦波芯片ICl的輸出端OUT端連接，正弦波芯片ICl的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，正弦波芯片ICl的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接，正弦波芯片ICl的地端GND端接地，正弦波芯片ICl的波形選擇端A0、Al端分別與電路正電源端VCC端和地端連接，正弦波芯片ICl的參考端REF端與振蕩電阻Rl的一端連接，振蕩電阻Rl的另一端與正弦波芯片ICl的輸入端IN端連接，正弦波芯片ICl的振蕩端COSC端與振蕩電容Cl的一端連接，振蕩電容Cl的另一端接地，綜合連接件CN2的自檢控制端UC端與基極電阻R3的一端連接，基極電阻R3的另一端與三極管Ql的基極b端連接,三極管Ql的射極e端接地，三極管Ql的集電極c端與繼電器Kl線圈的一端、二極管Dl的陽極連接，繼電器Kl線圈的另一端與二極管Dl的陰極、電路正電源端VCC端連接，綜合連接件CN2的正電源端+V端與電路正電源端VCC端、正電源電容C6的一端連接，綜合連接件CN2的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端、負(fù)電源電容C5的一端連接，綜合連接件CN2的地端GND端同時與負(fù)電源電容C5的另一端、正電源電容C6的另一端相連接，且接地； 電荷-電壓變換電路包括轉(zhuǎn)換電容C2、跟隨器IC2，轉(zhuǎn)換電容C2的另一端接地，跟隨器IC2的負(fù)輸入端-1N端與IC2的輸出端OUT端、隔直電容C3的一端連接，跟隨器IC2的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，跟隨器IC2的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接； 帶通濾波和電壓-電流變換電路包括濾波運放IC3、放大器IC4、隔直電容C3、隔直電阻R4、高頻電阻R5、高頻電容C4、接地電阻R6、輸出電阻R7、正端電阻R8、負(fù)端電阻R9、反饋電阻RlO、偏置電阻Rl 1、變換電阻Rl2，隔直電容C3的另一端與隔直電阻R4的一端、高頻電阻R5的一端連接，隔直電阻R4的另一端接地，高頻電阻R5的另一端與高頻電容C4的一端、濾波運放IC3的正輸入端+IN端連接，高頻電容C4的另一端接地，濾波運放IC3的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，濾波運放IC3的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接，接地電阻R6的一端接地,接地電阻R6的另一端與濾波運放IC3的負(fù)輸入端-1N端、輸出電阻R7的一端連接，輸出電阻R7的另一端與濾波運放IC3的輸出端OUT端、綜合連接件CN2的電壓輸出端UO端及正端電阻R8的一端連接，正端電阻R8的另一端與放大器IC4的正輸入端+IN端、偏置電阻Rll的一端連接,偏置電阻Rll的另一端與變換電阻R12的一端、綜合連接件CN2的電流輸出端IO端連接，負(fù)端電阻R9的一端接地，負(fù)端電阻R9的另一端與放大器IC4的負(fù)輸入端-1N端、反饋電阻RlO的一端連接，反饋電阻RlO的另一端與放大器IC4的輸出端OUT端、變換電阻R12的另一端連接，放大器IC4的正電源端+V端與電路正電源端VCC端連接，放大器IC4的負(fù)電源端-V端與電路負(fù)電源端VSS端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路，其特征在于正弦波芯片ICl的輸出端輸出的正弦波頻率fsin (單位:Hz)與振蕩電阻R1、振蕩電容Cl間的關(guān)系如式(I)所示:
3.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)距離自檢式振動信號變送電路，其特征在于正弦波芯片IC1、跟隨器IC2、濾波運放IC3、放大器IC4及三極管Q1、二極管D1、繼電器K1、輸入連接件CNl和綜合連接件CNl均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品；正弦波芯片采用MAX038，跟隨器、濾波運放、放大器均用TLC2254，三極管采用C8050，二極管采用IN4001，繼電器采用DS2Y系列，輸入連接件采用CH2.54-2，綜合連接件采用CH2.54_6。
【文檔編號】G01H11/06GK103808404SQ201410038211
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】張衛(wèi), 陳德傳, 鄭忠杰 申請人:杭州電子科技大學(xué)