旋進旋渦流量計采用壓電傳感器對旋渦進動頻率信號進行采集。壓電傳感器是由一種壓電材料制作而成的具有壓電效應(yīng)的傳感器。它是一種自發(fā)電式和機電轉(zhuǎn)換式傳感器，當(dāng)壓電材料在受到外界作用力之后，其表面就會產(chǎn)生電荷。電荷經(jīng)過電荷放大電路、放大電路以及變換阻抗等一系列的處理后的輸出電量正比于所受外力。因此，壓電式傳感器能用來測量力以及可以變換為力的非電物理量。壓電傳感器雖然結(jié)構(gòu)簡單但是的優(yōu)點有很多，例如：測量靈敏度高、輸出頻帶寬、信噪比高、可靠性強等等。但是同時壓電材料也有其缺點，例如：使用壓電傳感器時需要做好防潮保障措施，而且輸出的直流響應(yīng)比較差（需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來解決這一問題）。
為了能更好的檢測到旋進旋渦進動頻率信號，本文設(shè)計了一套信號處理電路。該電路能更好的將壓電傳感器檢測到的壓電電信號整理為與流量呈線性關(guān)系的漩渦脈沖信號。這個整理好的脈沖信號可直接接到單片機具有中斷功能的引腳上，通過中斷功能對其進行計數(shù)、計頻。如下圖3-1 所示信號處理電路的構(gòu)成，雙路壓電信號采集經(jīng)過差分放大電路、限幅電路、放大電路以及施密特觸發(fā)電路。如圖3-1 為硬件電路結(jié)構(gòu)圖，圖3-2 為壓電信號處理電路原理圖。
旋進旋渦流量計信號處理電路中的運放采用的是半導(dǎo)體公司的開發(fā)微功率型4 運算放大器HT9274。雖然該芯片的操作電壓很低，但是可以提供完美的輸出驅(qū)動。
本設(shè)計信號處理電路中采用了一塊CD4051 和一塊CD4066 模擬開關(guān)。 |
