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轴承振动振动传感器中放大电路的设计

        轴承振动检测时,传感器采集的振动信号比较微弱且混有噪声,设计一种结构简单、调试便捷的电荷放大器来改善信号,减少噪声干扰,提高信噪比,以便满足后续信号处理的要求。

        轴承测量的相关国标对振动信号的频率有一个划分,包括50-10KHz的通频、50-300Hz的低频、300-1800Hz的中频、1800-10KHz的高频,分段后可以提取更精确的振动信息。放大电路对不同频率信号的频率响应不小于理论放大倍数的0.707倍为不失真,同时具有高输入阻抗、低输出阻抗、噪声干扰低且输出频带宽的优点。

        电荷放大器的设计主要包括两个部分:(1)放大电路(2)滤波电路


        

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        放大电路

        实践数据显示放大器的倍数设为1000较为理想,考虑到单极放大器的放大

        倍数较为有限,因此采用两级放大最为合理。

        滤波电路

        要求在较大的频率范围内要保证信号的频率特性曲线平坦无波动,采用有

        源二阶Butterworth低通滤波器。

        验证结果

        采用信号发生器输入不同频率相同幅值的正弦波,电荷放大器的输出通过示波器记录数据。

        

图片2

        通过对实验数据的分析,所设计的电荷放大器放大倍数约为1000倍,滤波效果良好,频率响应满足国标的相关要求,而且调试方便,可以很好的应用在轴承振动测量仪中。

        电荷放大器(双通道)如下图所示:

        

图片4