[發明專利]一種提高振動監視儀表信號測量精度的方法及系統

在審

• 申請號: 202211454485.2
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115717931A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 虞為慈;黃元媛;章皓軒;屠勤;林宇;張明暉
• 申請（專利權）人: 上海穎電控制技術有限公司;核電運行研究(上海)有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G01H11/08;G05B19/042
• 代理公司: 上海科政專利代理事務所(普通合伙) 31463
• 代理人: 楊軍

1.一種提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將傳感器的原始輸出信號輸入至輸入信號保護回路(1)，進行輸入信號的保護電路處理，然后依次輸入信號跟隨器回路(2)和信號放大器G1回路(3)，對輸入信號進行阻抗匹配后分為兩路進行信號處理，其中的一路信號處理直流分量，另一路信號處理交流分量；直流分量處理回路中，將完整信號經信號放大器G4回路(4)調整后，輸入到模數轉換器回路一(5)進行模數轉換，再輸入到CPU系統回路(6)，經計算后得出輸入信號的直流分量；交流分量處理回路中，將輸入信號與CPU系統回路(6)計算并經直流基準電壓回路(10)中D/A轉換器產生的直流分量信號，同時輸入到信號放大器G2回路(7)進行相加處理，以消除原始輸入信號中的直流分量，然后將處理后的交流信號經信號放大器G3回路(8)二次放大后，輸入到模數轉換器回路二(9)進行模數轉換，將模擬量轉化為數字量，再輸入到CPU系統回路(6)，經計算得到振動信號。

2.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述輸入信號保護回路(1)的輸入端連接傳感器信號，傳感器信號通過差分輸入的方式接入輸入信號保護回路(1)，輸入信號保護回路(1)用于對輸入信號進行限流、限壓，輸入信號保護回路(1)對外接輸入信號的限壓范圍為±24V，限流范圍為30mA；信號跟隨器回路(2)包含信號跟隨器，信號跟隨器用于阻抗匹配，信號跟隨器提高輸入阻抗以及降低輸出阻抗。

3.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述信號放大器G1回路(3)采用精密電阻對搭建分壓采樣電路，并將原始的傳感器輸入信號衰減至后續放大電路的輸入信號范圍，以使得所有傳感器的輸入信號都處于信號放大器的線性放大區域內，且阻性電路不會影響信號的時域以及不會對交流信號產生相移。

4.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述信號放大器G4回路(4)包含信號放大器G4，信號放大器G4連接CPU系統回路(6)，信號放大器G4的放大倍數由CPU系統控制，CPU系統回路(6)根據輸入信號的幅值大小，自適應地調整放大器的放大倍數，并將輸入信號調整到模數轉換器回路一(5)輸入的最佳幅值；模數轉換器回路一(5)采用18位的ADC模數轉換芯片完成模數轉換，將規范后的模擬信號轉換為原始數字量，并送CPU系統進行信號處理。

5.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述CPU系統回路(6)為以CPU芯片為中心所構成的計算機系統，CPU系統回路(6)完成數據采集、計算、控制和輸出。

6.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述信號放大器G2回路(7)包含信號放大器G2，信號放大器G2采用一片高精度程控儀表放大器，其數字可控增益范圍為1/8～128，信號放大器G2為相加放大器，將輸入信號與經D/A轉換后的直流分量信號，同時輸入到相加放大器進行相加處理，消除信號中的直流分量進而隔離直流信號，信號放大器G2的放大倍數由CPU系統控制，CPU系統控制根據輸入信號的大小自適應地調整放大器的放大倍數。

7.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述信號放大器G3回路(8)包含信號放大器G3，信號放大器G3采用一片高精度儀表放大器，采用一片低溫漂的數字電位器來調整增益，其放大范圍為1.5～128倍，信號放大器G3的放大倍數由CPU系統控制，CPU系統控制根據輸入信號的幅值自適應地調整放大器的放大倍數，信號放大器G3將輸入信號調整到模數轉換器回路二(9)輸入的最佳幅值。

8.如權利要求1所述的提高振動監視儀表信號測量精度的方法，其特征在于：所述模數轉換器回路二(9)采用18位的ADC模數轉換芯片完成模數轉換，將規范后的模擬信號轉換為交流信號的原始數字量，并送CPU系統進行信號處理，得到振動參數的測量值。