[發明專利]帶通濾波雙線圈四線制鋼弦自激激發電路

有效

• 申請號: 201410075828.3
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103868532A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 鄧鐵六
• 申請（專利權）人: 鄧鐵六
• 主分類號: G01D3/032
• 分類號: G01D3/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及振弦傳感器領域，具體涉及一種雙線圈鋼弦激發電路。

背景技術

雙線圈鋼弦激發電路（激發器）是與雙線圈自激型振弦傳感器配套使用的一個部件，對保證能測到傳感器振弦頻率起著關鍵作用。

與本申請有關的技術是發明人2010年1月8日提出的發明專利申請號2010100280536“雙線圈四線制恒流型鋼弦自激激發電路”。該電路包括：感應線圈L1和激發線圈L2，感應線圈L1的兩端通過一對雙絞線連接到差動高增益運放電路IC的輸入端，輸入端連接電阻衰減網絡，差動高增益運放電路IC的輸出端連接電流大小可調的恒流功放電路的輸入端，功放電路的輸出端連接到激發線圈L2，鋼弦振動的頻率信號經二極管U1整形后輸出峰值恒定的電流脈沖。該電路的優點是：（1）四線制消除了三線制兩線圈共地線引入的電磁干擾振蕩；（2）恒流輸出消除了長電纜對激發能力的影響；（3）小恒流輸出實現了“弱激發”，使鋼弦只產生基頻振動（無倍頻成分）頻率穩定，頻率波動＜0.1Hz；雙絞線電纜長度可達1km，與1m電纜獲得頻率相差＜0.1Hz；多個激發電路，只要使輸出的小恒流電流相同，激發頻率相差＜0.1Hz，互換性良好。

但在實際應用中，發現還存在一個帶有根本性的問題，即對于少數磁頭板質量不大合格或磁頭板安裝不大合格的傳感器，有些激發電路激發不了。特別是用于動態汽車衡的八路激發電路板，當任何一路都不能激發某只傳感器時，不得不吊起承載器（稱重臺）更換該只傳感器，為維修工作帶來很大麻煩。通過檢測鋼弦不能起振的原因，發現是由于出現了鋼弦倍頻振動，或是出現了低于鋼弦頻率范圍的電磁干擾振蕩（以下簡稱低頻干擾振蕩）。目前振弦傳感器的初頻（空載時的頻率）定為2200Hz～2800Hz，故出現鋼弦倍頻頻率≥4400Hz，檢測到低頻干擾振蕩頻率為900Hz～1600Hz。正是出現這些干擾振蕩使激發變得不可靠。有人試圖采用加大濾波電容來削弱高頻、加大級間耦合電容使鋼弦基頻信號能順利通過、加大鋼弦基頻振動幅度感應信號強戰勝倍頻振動的措施，但是，這些措施又容易引起少數其他傳感器出現低頻干擾振蕩的現象，使得這些少數傳感器又不能使用；為使這部份傳感器也能使用，則又需減小濾波電容和耦合電容，兩者矛盾，很難同時兼顧。所以很多人一直想解決該問題但未能成功。

發明內容

本發明的目的為是解決現有雙線圈四線制恒流型鋼弦自激激發電路的不足，對其進行改進，提供一種帶通濾波雙線圈四線制鋼弦自激弱激發電路，提高雙線圈自激型振弦傳感器的可靠性。

本發明的技術方案是：一種含有帶通濾波的雙線圈四線制鋼弦自激激發電路，它包括：感應線圈、激發線圈、高增益差動運放電路和電流大小可調的三極管恒流功放電路；感應線圈的兩端通過一對雙絞線連接到高增益差動運放電路的輸入端，輸入端連接有電阻衰減網絡；三極管恒流功放電路的三極管輸出端連接到激發線圈，鋼弦振動的頻率信號經二極管整形后輸出；其特征在于，它還包括：在高增益差動運放電路與三極管恒流功放電路之間還連接有有源帶通濾波電路和同相運放電路；高增益差動運放電路的輸出端通過第一隔直電容連接有源帶通濾波電路的輸入端，有源帶通濾波電路的輸出端通過第二隔直電容與同相運放電路的輸入端連接，并在同相運放電路的輸入端和公共端之間接有第五電阻，同相運放電路的輸出端再與三極管恒流功放電路的輸入端連接。

上述的有源帶通濾波電路的中心頻率為3000Hz，帶寬1880Hz，即通帶為2060Hz～3940Hz，中心頻率電壓增益為8。

為了更好地適應百米以下短電纜的準確的測量，上述的三極管恒流功放電路亦可設計為阻容耦合式功放電路，阻容耦合式功放電路是，恒流功放電路三極管的輸出端經第四電容再連接到激發線圈上，并且三極管輸出端經第七電阻與電源連接，通過第七電阻對第四電容充電。

工作原理是：有源帶通濾波電路插在前置差動運放和后級運放之間，使得高、低頻干擾電壓均被帶阻、難以進入后級放大電路，只有鋼弦頻率信號得到8倍放大、進入后級，產生恒流正反饋給激發線圈，使鋼弦快速起振，形成穩定的鋼弦振動，可保證更多振弦傳感器能可靠工作，提高了傳感器的合格率，并大大減少動態衡更換傳感器的麻煩；而且調試簡單可行。解決了長期以來困擾人們的難題。