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淺析旋轉元件動(dòng)態(tài)微電壓測試電路設計論文
摘要：在旋轉元件進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試過(guò)程中，信號傳輸以及測試元件供電需要電線(xiàn)由動(dòng)態(tài)旋轉狀態(tài)裝換為靜態(tài)，這樣信號以及供電才能順利實(shí)現。在為電壓信號測試過(guò)程中，信號較容易受到外界干擾，信噪比較低；需要一個(gè)微型并且穩定的多通道信號放大器對信號進(jìn)行放大。本文利滑環(huán)，基于A(yíng)D620微型放大器設計出一個(gè)三通道微型放大器電路來(lái)實(shí)現對信號的準確采集。
關(guān)鍵詞：微型放大器；動(dòng)態(tài)測量；滑環(huán)；電路板
0引言
發(fā)動(dòng)機正時(shí)鏈條張力測試系統中，需要對鏈條張力進(jìn)行測量，這可以通過(guò)對凸輪軸鏈輪的微應變量進(jìn)行測量，從而間接測量鏈條的張力。發(fā)動(dòng)機凸輪軸鏈輪在發(fā)動(dòng)機運行過(guò)程中一直處于旋轉狀態(tài)，同時(shí)工作環(huán)境溫度較高；這就對鏈輪微應變量的測試提出了較高的難度。本文基于A(yíng)D620這一微型放大器，設計出一個(gè)三通道微型放大器電路，首先對測量信號進(jìn)行放大，然后再利用滑環(huán)對測試信號以及供電進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的切換，從而實(shí)現了旋轉鏈輪的微應變測量。
1微型放大器電路的設計
微型放大器的電路設計圖如圖1所示，電路電源由±15的電源開(kāi)關(guān)提供，對放大器進(jìn)行供電以及穩壓電源進(jìn)行供電。測試傳感器的激勵電壓為10V，所以需要在電路增加穩壓電源來(lái)對傳感器進(jìn)行單獨供電。AD620放大器獲得微電壓測試信號后，對信號進(jìn)行放大在對信號進(jìn)行輸出。電路由如下幾種電器元件構成：三端穩壓電源調整期、電容、AD620放大器以及220V轉±15V電源開(kāi)關(guān)組成。下面對各電器原件在電路中的作用進(jìn)行介紹[1]。三端穩壓電源的型號是根據微應變測量傳感器的供電電壓來(lái)選擇，本文中傳感器的激勵電壓為10V，所以選擇使用CYT78L10類(lèi)型穩壓電源。穩壓電源有三個(gè)針腳：VIN端為輸入、GND端為接地、VOUT端為輸出。這一型號的穩壓電源功耗小、電壓輸出值穩定、對溫度的變化不敏感同時(shí)尺寸小，有較好的兼容性[2]。電路中有兩種電容，分為C1、C2兩個(gè)普通電容和C3、C4兩個(gè)電解電容。普通電容在電路中主要對穩壓電源進(jìn)行隔直，電解電容主要是對±15V的電源進(jìn)行電源濾波。AD620微型放大器是整個(gè)電路中主要原件。它是美國AD公司利用最先進(jìn)的工藝制作而成，他具有噪聲小、功耗低、、體積小、增益范圍可調以及高共模抑制比等優(yōu)點(diǎn)，這一放大器已經(jīng)成為目前市場(chǎng)上高性能低成本放大的代表。在實(shí)際測試過(guò)程中，根據放大器電路圖，可以把這集微型放大器做成任何形狀的微型放大器電路板。如圖2所示，三通道放大器電路板與一元硬幣的對比，這樣便于安裝在旋轉測試零件的內部或者粘貼在測試零件上。
2滑環(huán)介紹以及鏈輪測試總體電路
滑環(huán)是一種機械裝置，它實(shí)現了電信號或者供電電源在靜態(tài)系統和動(dòng)態(tài)系統之間能量無(wú)損傳遞。本課題中使用的是美國某大學(xué)研發(fā)的SQR10M/E60型十通道滑環(huán)。這一滑環(huán)運行過(guò)程中噪音低，信號傳輸信噪比高；同時(shí)具有防油耐高溫的特點(diǎn)完成一系列的設計后，下面對鏈輪傳感器的測試總電路進(jìn)行介紹。鏈輪傳感器測到鏈輪微應變并且轉換成微電壓信號后，首先傳遞給放大器電路，對信號進(jìn)行放大；再通過(guò)滑環(huán)對信號進(jìn)行動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)的切換，再傳輸到采集設備。其工作示意圖如圖3所示�；h(huán)在整個(gè)測試連接中，處于動(dòng)靜交替的位置，所以在圖中，其一半屬于動(dòng)態(tài)一半屬于靜態(tài)。
3總結
通過(guò)上述設計的微型放大器電路配合滑環(huán)的使用，可以準確高效的對旋轉元件微電壓信號進(jìn)行測量。這一微型放大器電路的設計對動(dòng)態(tài)測試以及測試信號的信噪提高比有較大幫助，特別對于動(dòng)態(tài)微電壓測試技術(shù)有著(zhù)重要的作用。
參考文獻
[1]王樹(shù)振，單威，宋玲玲.AD620儀用放大器原理與用.微處理機,2008.
[2]曹軍.儀器放大器AD620性能及其應用.電子器件,1997.
[3]林建雄.小信號放大器的抗干擾方法探索.太原師范學(xué)院學(xué)報,2008.
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