壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器信號調(diào)理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器信號調(diào)理電路，具體是一種壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器信號調(diào)理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器廣泛應(yīng)用于機(jī)載及測量儀表，其按照結(jié)構(gòu)尺寸可分為三種:18mm壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器、9mm壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器、4_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器。隨著現(xiàn)代機(jī)載及測量儀表高精度、小型化發(fā)展的需求，18_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器和4_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的外形尺寸、重量及抗振性能已無法滿足上述需求，9mm壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器已成為壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的發(fā)展方向。然而，現(xiàn)有的傳感器信號調(diào)理電路由于自身結(jié)構(gòu)所限，僅僅適用于18_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器和4_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器，而并不適用于9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器，由此導(dǎo)致9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的測量精度較低，從而嚴(yán)重制約了 9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的大規(guī)模應(yīng)用。基于此，有必要發(fā)明一種全新的傳感器信號調(diào)理電路，以解決現(xiàn)有傳感器信號調(diào)理電路不適用于9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有傳感器信號調(diào)理電路不適用于9mm壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的問題，提供了一種壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器信號調(diào)理電路。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器信號調(diào)理電路，包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器、三端穩(wěn)壓器、電源轉(zhuǎn)換芯片、第一-第三二極管、穩(wěn)壓二極管、三極管、第一-第十三電阻、第一-第十電容、拾振信號輸入端、激勵信號輸出端、電壓信號輸出端、頻率信號輸出端；
其中，第一運(yùn)算放大器的正輸入端通過第一電容與拾振信號輸入端連接；第一運(yùn)算放大器的正輸入端通過第一電阻接地；第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接；第一運(yùn)算放大器的輸出端依次通過第二電阻、第三電阻與第二運(yùn)算放大器的正輸入端連接；
第二運(yùn)算放大器的正輸入端依次通過第三電阻、第三電容與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第二運(yùn)算放大器的正輸入端通過第二電容接地；第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第二運(yùn)算放大器的輸出端通過第六電阻與第三運(yùn)算放大器的正輸入端連接；第二運(yùn)算放大器的輸出端通過第四電阻與第三運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接；第三運(yùn)算放大器的正輸入端通過第四電容接地；第三運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端通過第五電阻與第三運(yùn)算放大器的輸出端連接；第三運(yùn)算放大器的輸出端通過第七電阻與第四運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接；
第四運(yùn)算放大器的正輸入端接地；第四運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端通過第八電阻與第四運(yùn)算放大器的輸出端連接；第四運(yùn)算放大器的輸出端通過第九電阻與三極管的基極連接；第四運(yùn)算放大器的輸出端依次通過第五電容、第十三電阻與激勵信號輸出端連接；
三端穩(wěn)壓器的+15V輸入端通過第九電容接地；三端穩(wěn)壓器的+5V輸出端通過第八電容接地；三端穩(wěn)壓器的+5V輸出端與電源轉(zhuǎn)換芯片的+5V輸入端連接；三端穩(wěn)壓器的+5V輸出端分別與第一運(yùn)算放大器的正電源端和第四運(yùn)算放大器的正電源端連接；
電源轉(zhuǎn)換芯片的+5V輸入端依次通過第十一電阻、第十二電阻與電壓信號輸出端連接；電源轉(zhuǎn)換芯片的+5V輸入端依次通過第十一電阻、第十二電阻、第十電容接地；電源轉(zhuǎn)換芯片的-5V輸出端通過第七電容接地；電源轉(zhuǎn)換芯片的-5V輸出端分別與第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端和第四運(yùn)算放大器的負(fù)電源端連接；電源轉(zhuǎn)換芯片的兩個補(bǔ)償端通過第六電容連接；
第一二極管的陽極接地；第一二極管的陰極與激勵信號輸出端連接；第二二極管的陽極與激勵信號輸出端連接；第二二極管的陰極接地；第三二極管的陽極與電壓信號輸出端連接；第三二極管的陰極接地；穩(wěn)壓二極管的陽極接地；穩(wěn)壓二極管的陰極通過第十二電阻與電壓信號輸出端連接；三極管的集電極通過第十電阻與三端穩(wěn)壓器的+5V輸出端連接；三極管的集電極與頻率信號輸出端連接；三極管的發(fā)射極接地。
[0005]工作時，將拾振信號輸入端與9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的拾振壓電片連接，將激勵信號輸出端與9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的激勵壓電片連接。具體工作過程如下:首先，來自拾振壓電片的拾振信號依次經(jīng)拾振信號輸入端、第一電容輸入至第一運(yùn)算放大器，并依次經(jīng)第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，然后經(jīng)第四運(yùn)算放大器的輸出端分兩路進(jìn)行輸出:第一路信號依次經(jīng)第五電容、第十三電阻輸出，并經(jīng)第一二極管和第二二極管進(jìn)行限幅，然后經(jīng)激勵信號輸出端反饋至激勵壓電片，由此對激勵壓電片進(jìn)行激勵。第二路信號經(jīng)第九電阻輸出至三極管的基極，并經(jīng)三極管整形為頻率信號，然后經(jīng)三極管的集電極輸出至頻率信號輸出端。在此過程中，外部+ 15V直流電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓器的+15V輸入端輸入至三端穩(wěn)壓器，并經(jīng)三端穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為+5V直流電壓，然后經(jīng)三端穩(wěn)壓器的+5V輸出端輸出至電源轉(zhuǎn)換芯片、第一運(yùn)算放大器和第四運(yùn)算放大器，并經(jīng)電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為-5V直流電壓，然后經(jīng)電源轉(zhuǎn)換芯片的-5V輸出端輸出至第一運(yùn)算放大器和第四運(yùn)算放大器。+5V直流電壓和-5V直流電壓共同對第一運(yùn)算放大器和第四運(yùn)算放大器進(jìn)行供電。+5V直流電壓經(jīng)第十一電阻進(jìn)行降壓，并經(jīng)穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓，然后經(jīng)第十二電阻輸出至電壓信號輸出端。與此同時，來自9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的溫度信號引起第三二極管的電參數(shù)變化，使得電壓信號輸出端的電壓發(fā)生變化，由此即可根據(jù)該變化量進(jìn)行溫度補(bǔ)償?；谏鲜鲞^程，與現(xiàn)有傳感器信號調(diào)理電路相比，本發(fā)明所述的壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器信號調(diào)理電路通過采用全新結(jié)構(gòu)，完全適用于9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器，由此有效保證了 9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的測量精度，從而有力推動了 9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的大規(guī)模應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有傳感器信號調(diào)理電路不適用于9mm壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器的問題，適用于9_壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的一部分電路原理圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的另一部分電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]壓電激勵小型諧振筒壓力傳感器信號調(diào)理電路，包括第一運(yùn)算放大器U1A、第二運(yùn)算放大器U1B、第三運(yùn)算放大器U2A、第四運(yùn)算放大器U2B、三端穩(wěn)壓器U3、電源轉(zhuǎn)換芯片U4、第一-第三二極管D1-D3、穩(wěn)壓二極管V、三極管T、第一-第十三電阻R1-R13、第一-第十電容C1-C10、拾振信號輸入端X、激勵信號輸出端Y、電壓信號輸出端Vt、頻率信號輸出端f ；
其中，第一運(yùn)算放大器UlA的正輸入端通過第一電容Cl與拾振信號輸入端X連接；第一運(yùn)算放大器UlA的正輸入端通過第一電阻Rl接地；第一運(yùn)算放大器UlA的負(fù)輸入端與第一運(yùn)算放大器UlA的輸出端連接；第一運(yùn)算放大器UlA的輸出端依次通過第二電阻R2、第三電阻R3與第二運(yùn)算放大器Ul