渦街流量計(jì)信號在高流速時(shí)附有高頻干擾信號,放大電路應(yīng)該有低通濾波器環(huán)節(jié)。每一種被測介質(zhì)在不同口徑的管道中都有其頻率下限和頻率上限,超出該頻率段就無法保證儀表的測量精度了。當(dāng)確定了被測介質(zhì)和管道口徑,允許測量的最大頻率就確定了。這時(shí)還需要通過濾波器限制高于該上限頻率以上一定余量的波形通過,以保證二次儀表的測量精度。
濾波器采用二階低通多路負(fù)反饋(MFB)結(jié)構(gòu)。二階低通濾波器的傳遞函數(shù)HLP,能夠表達(dá)成一個(gè)關(guān)于頻率(f)的函數(shù)
式中:f為頻率變量,fc是截止頻率,FSF是頻率比例因子,Q是品質(zhì)因數(shù).在本電路中,如圖3-4,R7=R8=22KΩ,FSF=l,Q=1.414,則:
不難根據(jù)截止頻率和方程得出C7、C8的值。所以,通過改變C7、C8的值就可以達(dá)到改變截止頻率的目的,在實(shí)際電路中,使用8位撥碼開關(guān)切換通道以改變有效容值。
管道內(nèi)流體的流速較低時(shí),渦街流量計(jì)發(fā)生頻率也比較低,而且壓電晶體的輸出信號也比較弱,反之,流速較高時(shí),渦街頻率較高,壓電晶體輸出的信號也較強(qiáng)。本電路使用了限幅放大器做增益自動調(diào)節(jié)。限幅放大電路是一個(gè)具有非線性電壓傳輸特性的運(yùn)放電路。其傳輸特性的特點(diǎn)是:當(dāng)輸入信號電壓在某一范圍內(nèi)時(shí),電路處于線性放大狀態(tài),具有恒定的放大倍數(shù),而超出此范圍,其放大倍數(shù)為零或很低。本系統(tǒng)中采用二級管反饋式雙向限幅放大電路。該限幅放大電路對交流放大及低通濾波后的輸出信號電平進(jìn)行鉗位,使得低通濾波器在低頻段的電壓放大倍數(shù)較高,為R10/R7,約60倍;隨著渦街頻率的升高,當(dāng)濾波器的輸出電壓高于二極管IN4148的鉗位電壓時(shí),反饋電阻R8取代了R10。,放大倍數(shù)變?yōu)?span lang="EN-US">R8/R7,濾波器便不再有放大作用,反而對信號起到衰減作用。從而進(jìn)一步消除干擾,提高放大器的信噪比,同時(shí)為后續(xù)電路提供穩(wěn)定的觸發(fā)電壓。
|
