渦街流量計信號在高流速時附有高頻干擾信號,放大電路應(yīng)該有低通濾波器環(huán)節(jié)。每一種被測介質(zhì)在不同口徑的管道中都有其頻率下限和頻率上限,超出該頻率段就無法保證儀表的測量精度了。當(dāng)確定了被測介質(zhì)和管道口徑,允許測量的最大頻率就確定了。這時還需要通過濾波器限制高于該上限頻率以上一定余量的波形通過,以保證二次儀表的測量精度。
濾波器采用二階低通多路負(fù)反饋(MFB)結(jié)構(gòu)。二階低通濾波器的傳遞函數(shù)HLP,能夠表達成一個關(guān)于頻率(f)的函數(shù)
式中:f為頻率變量,fc是截止頻率,FSF是頻率比例因子,Q是品質(zhì)因數(shù).在本電路中,如圖3-4,R7=R8=22KΩ,FSF=l,Q=1.414,則:
不難根據(jù)截止頻率和方程得出C7、C8的值。所以,通過改變C7、C8的值就可以達到改變截止頻率的目的,在實際電路中,使用8位撥碼開關(guān)切換通道以改變有效容值。
管道內(nèi)流體的流速較低時,渦街流量計發(fā)生頻率也比較低,而且壓電晶體的輸出信號也比較弱,反之,流速較高時,渦街頻率較高,壓電晶體輸出的信號也較強。本電路使用了限幅放大器做增益自動調(diào)節(jié)。限幅放大電路是一個具有非線性電壓傳輸特性的運放電路。其傳輸特性的特點是:當(dāng)輸入信號電壓在某一范圍內(nèi)時,電路處于線性放大狀態(tài),具有恒定的放大倍數(shù),而超出此范圍,其放大倍數(shù)為零或很低。本系統(tǒng)中采用二級管反饋式雙向限幅放大電路。該限幅放大電路對交流放大及低通濾波后的輸出信號電平進行鉗位,使得低通濾波器在低頻段的電壓放大倍數(shù)較高,為R10/R7,約60倍;隨著渦街頻率的升高,當(dāng)濾波器的輸出電壓高于二極管IN4148的鉗位電壓時,反饋電阻R8取代了R10。,放大倍數(shù)變?yōu)?span lang="EN-US">R8/R7,濾波器便不再有放大作用,反而對信號起到衰減作用。從而進一步消除干擾,提高放大器的信噪比,同時為后續(xù)電路提供穩(wěn)定的觸發(fā)電壓。
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