頻率測量儀器介紹

　　1設計方案

　　本儀器包含傳感器及其焦點電路、信號調(diào)理電路、加速度一頻率展現(xiàn)三部分。傳感器及其焦點電路封裝于小型樊籬容器內(nèi)，如圖1所示。固定于振動物體上，隨之同步振動，輸出測量旌旗燈號；信號調(diào)理電路接收電信號，履行縮小、濾波等必要處理；經(jīng)過處理后的信號被送入展現(xiàn)部門，旌旗燈號的頻率和幅度以數(shù)值形式展現(xiàn)于LED數(shù)碼管上，實現(xiàn)加速度和頻率的實時丈量。

　　2傳感器及其焦點電路的設想

　　采用差動電容作為癡鈍元件，選用了美國ADI公司出產(chǎn)的ADXL50加速度計作為振動傳感器。被集成了單片集成電路上。用閉環(huán)反映力平衡技術和完整的信號調(diào)理電路構(gòu)成閉環(huán)隨動式加速度計，其輸出電壓與其感觸的加速度成正比。

　　最大測量范圍為±50gg為重力加速度)輸出電壓范圍為0.254.75V靈敏度為20mV/g通過外接元件，ADXL50采用單電源+5V供電。連絡其內(nèi)置的緩沖放大器，調(diào)治放大倍數(shù)和0g時的電平，也可構(gòu)成濾波電路。

　　遏制頻率為1/RC2CC3=303Hz振動時效和振動焊接的頻率個體不超過200Hz是以可以或許滿足需要。調(diào)治可變電阻R4可以或許使傳感器ADXL50零加速度情況下的輸出為2.5V緩沖放大器放大倍數(shù)為RC2/RC3=5即傳感器輸出為0.1V/gRC2與CC3構(gòu)成一低通濾波器。

　　3信號調(diào)理電路

　　3.1放大電路

　　一個由運算放大器構(gòu)成的負反映放大電路，信號調(diào)理電路中的放大器電路。調(diào)治可變電阻RW2阻值可進一步微調(diào)輸出旌旗燈號的放大倍數(shù)。輸出信號減去0g電平，可使放大器輸出電壓值恰好為加速度值的1/10便于進一步履行數(shù)字顯現(xiàn)。調(diào)治可變電阻RW2阻值可以微調(diào)0g電平，修改信號誤差。VSS為-5V供電電源，VCC為+5V供電電源，其余各圖與此相同，不予多述。為前進系統(tǒng)集成度，全數(shù)系統(tǒng)中使用的四個運放全部由TLC27L4供應。

　　3.2濾波電路

　　采用施密特觸發(fā)器振蕩器自定時的雙電源供電。TLC04遏制頻次的穩(wěn)定性只與時鐘頻率穩(wěn)定性相關，濾波電路選用美國TI公司出產(chǎn)的巴特沃斯四階開關電容低通濾波器TLC04作為濾波電路的重要組成部門。遏制頻率時鐘可調(diào)，那時鐘一遏制頻率比為501是以假想遏制頻率為1/1.69RF1CF150=251.8Hz知足了振動時效和振動焊接工藝的請求。

　　3.3絕對值檢波電路

　　便于加速度值的進一步數(shù)字顯現(xiàn)。即當輸入信號Vin>0時，通過絕對值檢波電路（如圖6所示）可以或許對互換信號履行絕對值處理。輸出旌旗燈號Vout=Vin而當Vin<0時，Vout=-Vin

　　4數(shù)據(jù)顯現(xiàn)

　　4.1加速度值顯示

　　直接通過數(shù)碼展現(xiàn)輸出旌旗燈號的電壓數(shù)值，絕對值電路輸出的電壓旌旗燈號在數(shù)值劣等于加速度值的1/10因此選用JL5135直流數(shù)字電壓表作為表頭。同時設置數(shù)字電壓表的小數(shù)點地位，使之入大10倍后展現(xiàn)值為加速度數(shù)值。

　　4.2頻率值顯示

　　使之成為呼應頻次的方波信號，把濾波電路輸出的信號接入一開環(huán)放大器電路。操縱JL4ZPL-A 四位數(shù)顯自動頻率表讀出頻率數(shù)值。

　　5電源部門

　　需提供±5V電源，全數(shù)系統(tǒng)采納4節(jié)1.5V充電干電池供電。為保證各集成電路芯片的正常任務。分袂采納TPS7350和TPS6735作為+5V和-5V穩(wěn)壓電源。

　　頻繁用于振動時效和振動焊接工藝的測控中，本儀器調(diào)試成功后。如上海寶冶工業(yè)裝配公司執(zhí)行的高爐厚板電渣焊振動焊接工藝實行等。該儀器以春便攜式的設想、簡單直觀的操縱方式和精確的測量成果得到相關技術人員不合好評。