旋进旋涡流量计采用压电传感器对旋涡进动频率信号进行采集。压电传感器是由一种压电材料制作而成的具有压电效应的传感器。它是一种自发电式和机电转换式传感器，当压电材料在受到外界作用力之后，其表面就会产生电荷。电荷经过电荷放大电路、放大电路以及变换阻抗等一系列的处理后的输出电量正比于所受外力。因此，压电式传感器能用来测量力以及可以变换为力的非电物理量。压电传感器虽然结构简单但是的优点有很多，例如：测量灵敏度高、输出频带宽、信噪比高、可靠性强等等。但是同时压电材料也有其缺点，例如：使用压电传感器时需要做好防潮保障措施，而且输出的直流响应比较差（需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来解决这一问题）。
为了能更好的检测到旋进旋涡进动频率信号，本文设计了一套信号处理电路。该电路能更好的将压电传感器检测到的压电电信号整理为与流量呈线性关系的漩涡脉冲信号。这个整理好的脉冲信号可直接接到单片机具有中断功能的引脚上，通过中断功能对其进行计数、计频。如下图3-1 所示信号处理电路的构成，双路压电信号采集经过差分放大电路、限幅电路、放大电路以及施密特触发电路。如图3-1 为硬件电路结构图，图3-2 为压电信号处理电路原理图。
旋进旋涡流量计信号处理电路中的运放采用的是半导体公司的开发微功率型4 运算放大器HT9274。虽然该芯片的操作电压很低，但是可以提供完美的输出驱动。
本设计信号处理电路中采用了一块CD4051 和一块CD4066 模拟开关。 |
