振动监测-哪位高人指点一下

只看该作者 · 2008-11-1 20:44

现要设计一个用于放大磁电式速度传感器输出信号的电路，
传感器输出信号在3Hz～800Hz范围内，是个交流信号，最大幅值为20mV。
说明书上提示输出阻抗小于450欧姆，大于20M欧姆的绝缘电阻。

由于之前自己都没有设计过交流信号的检测电路，加上对磁电式的内部真正的电路特性没有了解，因此，在进行信号放大和阻抗匹配处理上有些无所适从。哪位高人对这类传感器实际电路结构比较了解，或是接触过相关的电路。在此能否指点一下。

个人通过传感器说明说上的指标推测传感器内部应该进行了较好的阻抗匹配，之后用类似变压器耦合的方式输出电压信号（也可能直接在负载电阻上输出了），所以想并上100K电阻并采用高输入阻抗低噪声的运放接收信号（之前设计一个0.3Hz的高通滤波电路）。如果选用的运放噪声能力较好就直接放大50倍，较差点的话就分两级运放放大。不知这种设计思路是否符合这类传感器信号的检测。

期待高人的解答！！

只看该作者 · 2008-11-2 13:25

刚看了一个关于采用高通二阶系统对低频信号（1Hz一下的交流信号）进行补偿的论文，终于觉得该把已经还给学校了的高等数学及信号与系统知识拿回来了。要不以后会遇上更多麻烦的了。

2万 · 2008-11-2 20:55

20mV 的低频、低阻抗、交流信号源，要求很一般
挑个廉价的GBW>100kHz的运放，搭个50倍同相放大器即可

稍微麻烦一点的就是隔直电路（高通滤波器），因为频率很低，电容很大，可能要用电解电容器。如果选个高阻抗运放，1uF 的电容也应该可以

只看该作者 · 2008-11-2 21:28

忘了说指标，很抱歉；
测量精度不低于0.1%F.S，磁电感应信号，是正弦波的；
顺便问个3个问题，看ls帮忙指点下：
1.低阻抗信号源输出的信号用高阻抗检测电路检测真的会产生很大的干扰吗？（经理给说的，自己之前也没怎么考虑低频信号的阻抗匹配问题，而且自己认为高阻抗检查电路能够减少信号的失真）。
2.一直不敢确定的问题，那就是电源噪声抑制能力60db的运放允许放大电路最大可设计成多大的放大倍数？我打算设计成差分输入方式，以降低共模干扰。
3.一个正在复习中的问题，运放放大倍数多大时（负反馈模式），运放才会产生自激振荡。
其它曾经思考过这些问题的高手，也来指点一下。

只看该作者 · 2008-11-4 19:56

2万 · 2008-11-4 20:25

只看该作者 · 2008-11-4 23:34

一般来说，阻抗匹配的目的是为了获取最大输出功率，而且通常是在源电阻较大时所采取的，譬如说早期电子管做的功放，射频功放等。
在这里，我认为其“匹配”的主要目的是为了获得更好的频响，电路的输入电阻过高会使低频部分的失真加大。

电路:
楼主给出了大致要求：精度不低于0.1%f.s.,3Hz～800Hz频率范围，峰峰值20mV。
计算一下对放大器噪声的要求20mV×0.1%=20uV，其RMS值约7uV，计算时先考虑留有3倍余量，则需要电压噪声密度不高于70nV√Hz的运算放大器。这应当是很容易选的；
3Hz的高通截止频率，在输入端就不用了吧（要做也行，关系不大，104、105的电容均可实现），先放大一级（可做低通），到第二级在进行带通处理。

其实带通滤波器并不是很重要的。

只看该作者 · 2008-11-5 14:58

楼主能透露一下具体型号不？

4万 · 2008-11-5 18:54

不需要加隔离放大，频率那么低，高通滤波器的幅频特性很难做到很平滑的，建议直接放大，这里根本不存在阻抗匹配的问题，放大器的输入阻抗越高，对信号的影响越小。

只看该作者 · 2008-11-6 00:01

整理下赤涛，fzyuan，awey三位前辈的建议，初步认为可这样设计：
1.前级无需进行隔直处理
确实，磁电式传感器（就当是一种霍尔传感器吧，原理就是导体在磁场中运动产生电动势）为无源器件，理论上不存在直流成份；
2.因为信号输出阻抗没有确切值，再加上导线也存在电阻，因此，采用高阻抗输入电路是比较合理的方法；
3.采用低通滤波处理，滤波截止频率设置在1kHz左右；

基于以上几个观点，现打算采用低噪声高阻抗LF412运放作为信号的前级输入，为了使电路结构简单，直接差分同相放大50倍；或者采用仪表放大器AD623运放。之后用加法器将信号抬起以便处理。

只看该作者 · 2008-11-7 00:46

我几年前搞的大概只有 5% 或者稍好点儿但至少也1%

由于磁电式速度传感器在低频区的非线性（vs 频率），需要补偿

磁电式速度传感器自身的精度不高（这种传感器是一个个机械加工的），个体差异也比较大，做0.1% 很难吧仪表要一个个在振动台上慢慢校。振动一般是监测，监控转动设备是否正常，精度高，没多大意义吧，除非你做校验设备

先精密整流，在通过RMS电路后送ADC 如果是测位移，需要加个积分电路。

高通就是隔直吧好像是个带通（记不清了），在低频区1-20HZ（我原来的传感器就是这样的）补偿。输入直接高阻就行了。一般只有在考虑功率时才要考虑阻抗匹配，小信号没必要考虑，而且输入阻抗一般越高越好。由于信号频率比较低，电容都比较大，用电解电容，负极相接，就可以得到大的无极性电容。

3年前的这个时候做过，也研究过，具体记不得了。
当时我刚到某振动仪器厂，干了几个月调试，刚进入开发，就辞了，不干了。但我在几个月的时间内，调试了大部分型号的测振仪器，当时对各种测振仪器的电路还做了详细比较。

只看该作者 · 2008-11-7 20:50

的确，一般情况下磁电式速度传感器的测量精度不高，不过，这与我要设计具有0.1%F.S精度的放大电路没有关系，我的电路只针对电信好，而不针对整个产品。
另外一点，可能我要设计的产品与LS曾经调试过的产品可能存在一些差异，我这个测试产品是为了分析故障而设计的，因此，不能采用精密整流滤波的方法进行转换，而是要对采集到的数据完整的传给DSP进行处理和分析。尽管如此，不过信号的前端处理要求是基本上一样的，因此LS的经验也非常值得借鉴。

看LS取名HARTCOMM，难道LS现在做HART总线通信产品？

只看该作者 · 2008-11-8 01:11

呵呵，我说过，我调试了大部分型号的测振仪器，你这种应该是分析仪。
信号调理后直接送ADC，用单片机做FFT什么的。还需要提取转速信号，倍频后提供给单片机/dsp，作为采样周期。

确实，我离开这家搞振动仪器的厂或又去过一家自动化仪表公司，参与过hart仪表的设计。对hart有一些研究。

只看该作者 · 2011-6-16 08:20

我们就是做这种仪表的

振动监测-哪位高人指点一下

相关下载

相关帖子

自己先顶一下

没有信号形式，也没有精度指标

终于等来了个大侠

awey和xwj两位高人能来指点下不？

放大很简单，但这个进度指标就太离谱了

所谓阻抗匹配在这里是做什么用的？

磁电式速度传感器？

如果磁电式传感器输出不存在直流成份

先谢谢各位前辈的指点

测量精度不低于0.1%F.S 好像对于振动检测没太大必要

非常感谢hartcomm的经验分享

re

甘甜之泉水

技术高手奖章

偶尔光临

核心会员奖章

沉静之湖泊

技术奇才奖章

经常做客

终身成就奖章

坚毅之洋流

技术领袖奖章

十世金身

精华达人奖章

以坛为家

湍急之河流

精英会员奖章