专利名称：频率变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可将频率信号较高精度地转换成直流电压信号装置，即频率变送器。
背景技术：
发电站、变配电站以及变频设备等场合都需要精确检测频率信号，常常用到频率变送器，频率变送器输出往往要求是标准的4-20mA信号或0-5VDC信号。但现有的频率变送器一般结构复杂、精度不高且成本较高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简单、可靠、经济的频率变送器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案提供一种频率变送器，其包括依次连接的波形变换电路、其可将正弦交流电压信号转换成同频率的方波信号；滤波电路、频率/脉宽变换电路、其将频率信号转变为脉宽信号；脉宽/电压转换电路，其可将脉冲信号转换为直流电压信号；该脉宽/电压转换电路的输入端还连接一电压基准电路，所述频率/脉宽变换电路的输入端连接一时钟源。
本实用新型提供一种简单、可靠、经济的频率变送器。
图1是本实用新型的频率变送器的电路框图。
图2是图1所示的频率变送器的具体电路原理图。
图3是正弦信号经比较器整形滤波后的方波图。
图4是U4的1脚与U5的R脚逻辑或非波形图。
图5是U4的13脚与U6的R脚逻辑或非波形图。
图6是U1C跟随器输出的波形图。
图7是图6所示的波形经滤波后输出的波形图。
具体实施方式
如图1所示本实用新型的频率变送器包括依次连接的波形变换电路1、滤波电路2、频率/脉宽变换电路3、脉宽/电压转换电路4，该脉宽/电压转换电路4的输入端还连接一电压基准电路5。交流电信号经波形变换电路1转变成同频率的方波信号，经滤波电路2滤波后经频率/脉宽变换电路3、脉宽/电压转换电路4后输出直流电压信号。
具体的工作原理如图2所示图中正弦交流电压信号VIN经比较器U1A(运放构成)转变成同频率的0-9V方波信号，经反相器U2A、U2B滤波后变成图3所示方波信号，高稳定时钟源由反相器U2F、晶振G1、电容C4、C5组成，U5、U6为12分频计数器，U4为双D触发器，当计数器U5、U6的R端为逻辑1时，计数清零，当R端为逻辑0时，在时钟源的作用下计数。U4的4、10端为逻辑1时，输出1、13清零，当4、10端为逻辑0时，处于准备接受触发状态。当的计数器U5、U6的计数由2047变为2048时，其1脚由逻辑0变为逻辑1，从而触发触发器U4的1、13脚输出为逻辑1，直到计数器U5、U6的R端为逻辑1时，计数器U5、U6的计数和触发器U4的1、13输出才变为逻辑0，图4触发器U4的1脚输出与计数器U5的R脚逻辑或非的波形图，图5是触发器U4的13脚输出与计数器U6的R脚或非波形。L1为2.5V精密电压基准，反相器U1B输出通过电位器W调节到5.000V，U7为模拟选择开关，当模拟选择开关U7的11脚为逻辑0时，其3脚输出与输入13脚连通，否则与输入14脚相连通，反相器U1C跟随器输出波形见图5，由图6可知，脉冲宽度为τ，高度为5.000V，被变换频率信号周期为T1+T2，在该周期内脉冲宽度为2τ，高度为5.000V，因此经反相器U1D构成的滤波器滤波后输出(如图7所示)直流电压为VOUT=2τT1+T2×5]]>(V),]]>因f=1T1+T2(HZ)]]>故VOUT＝100τf(V)
又τ=2048φ]]>故VOUT=20480φf(V)]]>因为φ为常数，所以VOUT完全正比于被测频率f。
因VOUT最大值为5V，则最高可测频率fmax为fmax=φ4096(HZ)]]>例φ＝250KHZfmax＝61.04HZφ＝500KHZfmax＝122.07HZφ＝1MHZ fmax＝244.14HZφ＝2MHZ fmax＝488.28HZ
权利要求1.一种频率变送器，其特征在于，包括依次连接的波形变换电路(1)、其可将正弦交流电压信号转换成同频率的方波信号；滤波电路(2)；频率/脉宽变换电路(3)、其将频率信号转换成脉宽信号；脉宽/电压转换电路(4)，其可将脉冲信号转换为直流电压信号；该脉宽/电压转换电路(4)的输入端还连接一电压基准电路(5)，所述频率/脉宽变换电路(3)的输入端连接一时钟源。
2.根据权利要求1所述的频率变送器，其特征在于，所述的波形变换电路(1)包括比较器(U1A)。
3.根据权利要求1所述的频率变换器，其特征在于，所述滤波电路(2)包括反相器(U2A、U2B)。
4.根据权利要求1所述的频率变换器，其特征在于，所述的时钟源由反相器(U2F)、晶振(G1)、电容(C1、C2)组成。
5.根据权利要求1所述的频率变换器，其特征在于，所述频率/脉宽变换电路(3)包括计数器(U5、U6)、触发器(U4)。
专利摘要本实用新型提供一种频率变送器，其包括依次连接的波形变换电路(1)、其可将正弦交流电压信号转换成同频率的方波信号；滤波电路(2)、频率/脉宽变换电路(3)、其可变换滤波后波形的频率及脉宽；脉宽/电压转换电路(4)，其可将脉冲信号转换为直流电压信号；该脉宽/电压转换电路(4)的输入端还连接一电压基准电路(5)，所述频率/脉宽变换电路(3)的输入端连接一时钟源。本实用新型的频率变送器简单、可靠、经济。
文档编号G01R23/00GK2646719SQ20032010889
公开日2004年10月6日 申请日期2003年10月14日 优先权日2003年10月14日
发明者彭建学 申请人:上海埃通电气股份有限公司