信号调理装置的制作方法

本实用新型涉及抽水蓄能机传感器的信号调理领域，尤其涉及同时接入多种传感器的信号调理领域，具体涉及一种信号调理装置。

背景技术：

抽水蓄能机组无论在整组启动调试中，还是大修后，以及故障分析处理中，都需要开展振动相关的测试。振动测试中常用的传感器类型有涡流位移式、低频速度位移型、低频速度型和加速度型这四种。每种传感器都有各自不同的供电方式和信号输出方式，因此，对于一个采集系统而言，需要把不同类型的传感器输出信号调理为采集系统可识别的标准信号，目前市面上的信号调理模块都是固定型的(即传感器的供电和传感器输出信号的调理方式是固定的)，对于多种传感器的振动测试，需要多个不同类型的调理模块，既增加了硬件成本，又影响测试系统的简洁性和美观性。

技术实现要素：

为了解决在使用中多种传感器需要多个不同类型调理模块的问题，本实用新型提出了一种信号调理装置，包括信号调理电路；信号调理电路包括传感器数据采集端子、调理信号输出端子、第一供电端子、第一共地端子、第二供电端子、第二共地端子以及串联于所述第二共地端子和传感器数据采集端子之间的一电阻及一切换开关；第一供电端子、第一共地端子连接外部电源；第二供电端子连接所述第一供电端子，并连接外部的传感器；第二共地端子连接所述第一共地端子，并连接外部的传感器；传感器数据采集端子连接所述调理信号输出端子，并连接外部的传感器；信号调理电路通过感器数据采集端子接收外部传感器的输出信号，并将其调理为外部采集仪器识别的标准信号。

进一步地，所述的第二供电端子、第二共地端子以及传感器数据采集端子采用的接口方式为3针航空插头。

进一步地，所述的第一共地端子与调理信号输出端子采用的接口方式为BNC接头。

进一步地，外部电源为恒压源或恒流源。

进一步地，所述电阻的阻值为500欧。

进一步地，所述的信号调理电路为多个。

进一步地，还包括一外壳，以容置所述信号调理电路。

进一步地，所述外壳上设置一接地端子，连接外部接地端。

本实用新型实施例的信号调理装置，通过信号调理电路整合不同类型传感器，减少了数据采集所需的信号调理模块的数量，节省了硬件成本；减少了传感器输出与采集设备连接的工作量，节省了时间成本；电源外置可以减少其对信号调理电路的影响；增加了整个采集系统的简洁性和美观性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的信号调理装置的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例的信号调理装置的结构示意图。

图3为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接+24V恒压源、采集装置、三线制电压输出型传感器或三线制电流输出型传感器的结构示意图。

图4为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接+24V恒流源、采集装置、二线制电压输出型传感器的结构示意图。

图5为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接+24V恒压源、采集装置、二线制电流输出型传感器的结构示意图。

图6为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接采集装置、直接电流输出型变送器或直接电压输出型变送器的结构示意图。

图7为本实用新型又一实施例的信号调理装置的结构示意图。

附图标号：

第一供电端子110

第一共地端子120

调理信号输出端子130

第二供电端子140

第二共地端子150

传感器数据采集端子160

电阻170

切换开关180

电源200

+24V恒压源210

+24V恒流源220

采集仪器300

外壳400

接地端子410

传感器500

三线制电压输出型传感器510

三线制电流输出型传感器520

二线制电压输出型传感器530

二线制电流输出型传感器540

直接电流输入型变送器550

直接电压输入型变送器560

航空插头610

BNC接头620

电源接线端子630

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护的范围。

常见类型的供电及信号输出的传感器或变送器，包括：三线制电压输出型、三线制电流输出型、二线制电压输出型、二线制电流输出型、直接电流输入型、直接电压输入型。为了方便描述，针对本实用新型的实施例，以上类型传感器和变送器的介绍说明如下：

三线制电压输出型传感器包括：DC端，与COM端共同为传感器供电，在此，该DC端按照供电类型分为正电压供电、负电压供电，例如：+24V恒压源供电或-24V恒压源供电；COM端，用于电源供电与信号输出的共地端；OUT端，用于输出传感器的测量信号，该测量信号为电压信号。

三线制电流输出型传感器包括：DC端，与COM端共同为传感器供电，在此，该DC端按照供电类型分为正电压供电、负电压供电，例如：+24V恒压源供电或-24V恒压源供电；COM端，用于电源供电与信号输出的共地端；OUT端，用于输出传感器的测量信号，该测量信号为电流信号。

二线制电压输出型传感器包括：OUT端，与COM端共同为传感器供电，在此，该OUT端按照供电类型分为正电压供电、负电压供电，例如：+24V恒流源供电或-24V恒流源供电；COM端，用于电源供电与信号输出的共地端，该二线制电压输出型传感器是通过OUT端与COM端的电压变化，输出测量信号，该测量信号为电压信号。

二线制电流输出型传感器包括：DC端，与COM端共同用于为传感器供电，例如：+24V恒流源供电；COM端，用于电源供电与信号输出的共地端，该二线制电流输出型传感器是通过COM端的电流变化，输出测量信号，该测量信号为电流信号。

直接电流输入型变送器包括：Iin端与Iout端，通过两端的电流变化，输出测量信号，该测量信号为电流信号。

直接电压输入型变送器包括：Vout端与COM端，通过两端的电压变化，输出测量信号，该测量信号为电压信号。

本领域技术人员可以了解本实用新型列出的各种传感器及变送器，为清楚展示每种传感器的可替换性，上述各种传感器在下述的实施例中已经做出具体的描述。本领域技术人员可以针对特定应用场景调整、置换或者整合各类传感器，以实现其功能，但此类情况不应该理解为脱离了本实用新型的保护范围。在此说明，以下本实用新型的实施例中，所有外部的采集仪器识别的标准信号为电压信号

图1为本实用新型一实施例的信号调理装置的结构示意图。如图1所示，本实施的信号调理装置包括：信号调理电路；信号调理电路包括传感器数据采集端子160、调理信号输出端子130、第一供电端子110、第一共地端子120、第二供电端子140、第二共地端子150以及串联于所述第二共地端子和传感器数据采集端子之间的一电阻170及一切换开关180；第一供电端子110、第一共地端子120连接外部电源；第二供电端子140连接所述第一供电端子110，并连接外部的传感器500；第二共地端子150连接所述第一共地端子120，并连接外部的传感器500；传感器数据采集端子160连接所述调理信号输出端子130，并连接外部的传感器500；信号调理电路通过感器数据采集端子160接收外部传感器的输出信号，并将其调理为外部的采集仪器识别的标准信号。

图2为本实用新型另一实施例的信号调理装置的结构示意图。本实施例与图1实施例不同的是，本实施例的信号调理装置还包括一外壳400，以容置所述信号调理电路，外壳上设置一接地端子410，连接外部接地端。

图3为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接+24V恒压源、采集装置、三线制电压输出型传感器或三线制电流输出型传感器的结构示意图。如图3所示，本实施例中，三线制电压输出型传感器510或三线制电流输出型传感器520的DC端、COM端、OUT端对应连接信号调理电路的第二供电端子140、第二共地端子150、传感器数据采集端子160；外部的+24V恒压源210连接第一供电端子110与第一共地端子120，为信号调理装置与外部的传感器提供电能；外部的采集仪器300的COM端与输入端分别连接信号调理电路的第一共地端子120与调理信号输出端子130。在本实施例中，所述的电阻170的阻值为500欧。

如图3所示，本实施例中，当传感器为三线制电压输出型传感器510时，三线制电压输出型传感器510将输出信号发送到信号调理电路的传感器数据采集端子160，信号调理电路的切换开关180处于断开状态，输出信号通过调理信号输出端子130发送到外部的采集仪器300。

如图3所示，本实施例中，当传感器为三线制电流输出型传感器520时，三线制电流输出型传感器520将输出信号发送到信号调理电路的传感器数据采集端子160，信号调理电路的切换开关180处于导通状态，三线制电流输出型传感器520输出的电流信号经过电阻180调理形成电压信号，该电压信号通过调理信号输出端子130发送到外部的采集仪器300。

图4为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接+24V恒流源、采集装置、二线制电压输出型传感器的结构示意图。如图4所示，在本实施例中，传感器为二线制电压输出型传感器530，该传感器的OUT端、COM端对应连接于信号调理电路的传感器数据采集端子160、第二共地端子150，信号调理电路的传感器数据采集端160连接于第二供电端子140；外部的+24V恒流源220、采集仪器300的连接方式与图3实施例相同，在此不做赘述。二线制电压输出型传感器530将输出信号发送到信号调理电路的传感器数据采集端子160，信号调理电路的切换开关180处于断开状态，输出信号通过调理信号输出端子130发送到外部的采集仪器300。

图5为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接+24V恒压源、采集装置、二线制电流输出型传感器的结构示意图。如图5所示，在本实施例中，传感器为二线制电流输出型传感器540，该传感器的DC端、COM端对应连接于信号调理电路的第二供电端子140、传感器数据采集端子160；外部的+24V恒流源220、采集仪器300的连接方式与图3实施例相同，在此不做赘述。二线制电压输出型传感器540将输出信号发送到信号调理电路的传感器数据采集端子160，信号调理电路的切换开关180处于导通状态，二线制电流输出型传感器540输出的电流信号经过电阻170调理形成电压信号，该电压信号通过调理信号输出端子130发送到外部的采集仪器300。在本实施例中，所述的电阻170的阻值为500欧。

图6为本实用新型另一实施例的信号调理装置连接采集装置、直接电流输出型变送器或直接电压输出型变送器的结构示意图。如图6所示，在本实施例中，直接电流输出型变送器550或直接电压输出型变送器560的Iout端或Vout端连接于传感器数据采集端子160，Iin端或COM端对应连接于第二共地端子150；采集仪器的连接方式与图3实施例相同，在此不做赘述。在本实施例中，所述的电阻170的阻值为500欧。

如图6所示，在本实施例中，当传感器为直接电压输入型变送器560时，直接电压输出型变送器560将输出信号发送到信号调理电路的传感器数据采集端子160，信号调理电路的切换开关180处于断开状态，输出信号通过调理信号输出端子130发送到外部的采集仪器300。

如图6所示，在本实施例中，当传感器为直接电流输入型变送器550时，直接电流输入型变送器550将输出信号发送到信号调理电路的传感器数据采集端子160，信号调理电路的切换开关180处于导通状态，直接电流输入型变送器550输出的电流信号经过电阻170调理形成电压信号，该电压信号通过调理信号输出端子130发送到外部的采集仪器300。

本实用新型的信号调理装置的信号调理电路可以为多个。图7为本实用新型又一实施例的信号调理装置的结构示意图。如图7所示，在本实施例中，信号调理装置包括28个通道，每一个通道都包括单独的信号调理电路；每一个信号调理电路的第二供电端子140、第二共地端子150以及传感器数据采集端子160，采用的接口方式为3针航空插头610；每一个信号调理电路的第一共地端子120与调理信号输出端子130采用的接口方式为BNC接头620；电源接线端子630连接信号调理电路，其用于连接外部电源。多个信号调理电路之间相互隔离，每一个输入通道都有各自的共地端，若同一种类的传感器使用一个电源，则可以实现不同类型信号间的相互隔离。应当理解，本实施例中的通道数量不做限制，本领域技术人员可以根据实际需求调整通道数量的多少。

本实用新型实施例的信号调理装置，通过信号调理电路整合不同类型传感器，减少了数据采集所需的信号调理模块的数量，节省了硬件成本；减少了传感器输出与采集设备连接的工作量，节省了时间成本；电源外置可以减少其对信号调理电路的影响；增加了整个采集系统的简洁性和美观性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。