一种新型板型辊用电荷放大器电路的制作方法

1.本实用新型涉及压电传感器信号采集放大技术领域，具体涉及一种新型板型辊用电荷放大器电路。


背景技术：

2.随着金属带、金属箔轧制加工设备向高速、智能化方向发展的同时，用户对金属带、金属箔轧制板型的要求也越来越高，因此轧制生产设备普遍面临增加自动板型控制的需求；但进口板型辊的价格高昂，且售后服务不及时，因此用国产板型辊替代进口板型辊成为趋势。
3.基于压电传感器的板形测量是目前接触式板形辊的主流技术之一，其具有测量精度高、过载能力强等特点，因此近年来在金属带、金属箔轧制领域得到广泛应用；但压电传感器输出的电荷信号极其微弱，对其输出信号测量之前必须进行预放大，然后才能进行测量和采集，因此必须用到电荷放大器；在板型辊上设置的压电传感器为阵列形式，数量众多，其配对使用的电荷放大器数量也较多，而目前市售电荷放大器价格高昂，结果导致国产板型辊成本居高不下。
4.另外，压电传感器应用在板型辊上时，随着板型辊的高速旋转，压电传感器存在反复产生电荷及释放电荷的过程，但因目前市售电荷放大器并非针对板型辊的应用而专门设计，当其用在板型辊上时，使压电传感器存在积累电荷无法及时释放的问题，从而导致存在较大的测量误差，因此必须针对板型辊的应用而重新设计新的电荷放大器电路。


技术实现要素：

5.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种新型板型辊用电荷放大器电路，包括电荷放大电路、置位/复位电路、二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路；所述置位/复位电路与电荷放大电路电性连接，通过置位/复位电路控制泄放压电传感器的积累电荷；所述电荷放大电路、二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路依次电性连接，电荷放大电路将压电传感器产生的微弱电荷转换成电压信号，经二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路两级电压放大后输出，供后续电路进行测量和数据采集。
6.为了实现所述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种新型板型辊用电荷放大器电路，包括电荷放大电路、置位/复位电路、二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路；
7.所述置位/复位电路与电荷放大电路电性连接，置位/复位电路用于控制泄放压电传感器的积累电荷，以确保新型板型辊用电荷放大器电路最终输出电压的准确性，从而消除因压电传感器积累电荷无法及时释放而导致存在的较大测量误差；
8.所述电荷放大电路、二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路依次电性连接；其中电荷放大电路用于将压电传感器输出的微弱电荷信号转换为电压信号，用于后
续电压放大电路的进一步放大处理；其中二阶低通有源滤波电路在输入端设计有二阶低通滤波网络，用于滤除电荷放大电路输出的电压信号中混有的高频干扰信号，输出端设计有二阶高通负反馈网络反馈至输入端，通过反馈进一步抑制电荷放大电路输出的电压信号中混有的高频干扰信号，以确保二阶低通有源滤波电路输出电压的稳定性及准确性；其中电压并联负反馈放大电路为典型的集成运放电压放大电路。
9.进一步的，所述电荷放大电路包括超低偏置电流集成运算放大器ic11；ic11的2脚接压电传感器的正极连接线；3脚接0v；4脚接
‑
12v；8脚接压电传感器连接线的屏蔽层；7脚接+12v；6脚为输出端，接电阻r12输出；2脚与6脚之间还连接有反馈电容c11，c11并接有电荷泄放电阻r11；1脚和5脚悬空。
10.进一步的，所述置位/复位电路包括模拟复用器ic13；ic13的1脚、14脚、15脚、16脚并接0v；2脚接使能信号；3脚接
‑
12v，并通过电容c16接0v；4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚并接至ic11的2脚；8脚连接至ic11的6脚；13脚接+12v，并通过电容c17接0v；当置位/复位电路的2脚施加有高电平信号时，将使ic11的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12与8脚导通，从而使电荷放大电路的输入端与输出端导通，此时压电传感器泄放积累的电荷；当置位/复位电路的2脚施加有低电平信号时，ic11的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12与8脚导通关断，此时电荷放大电路进入正常工作状态；ic11的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12与8脚导通电阻约为60欧；ic11的2脚高电平周期与板型辊旋转周期相同。
11.进一步的，所述二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路共用双运算放大器ic12，其目的为降低新型板型辊用电荷放大器电路的成本；双运算放大器ic12包括运算放大器ic12a和运算放大器ic12b，其中二阶低通有源滤波电路使用双运算放大器ic12的ic12a，其中电压并联负反馈放大电路使用双运算放大器ic12的ic12b；
12.ic12的2脚通过由c13、c14、r13、r14构成的低通滤波网络与电荷放大电路的输出端连接，构成二阶低通有源滤波电路的输入端高频滤波；3脚接0v，4脚接
‑
12v，8脚接+12v，1脚通过电阻r17输出；1脚与2脚通过r15、r16、c15构成的高通负反馈网络连接，构成二阶低通有源滤波电路的输出端高频反馈抑制；
13.ic12的6脚与二阶低通有源滤波电路的输出端连接，5脚接0v，7脚通过分压电阻r19、r10输出，7脚与6脚通过反馈电阻r18连接，构成电压并联负反馈放大电路，其为典型集成运放电压放大电路。
14.由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的一种新型板型辊用电荷放大器电路，其针板型辊的应用而专门设计；包括电荷放大电路、置位/复位电路、二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路；所述电荷放大电路、二阶低通有源滤波电路、电压并联负反馈放大电路依次电性连接；所述置位/复位电路与电荷放大电路电性连接，电荷放大电路通过置位/复位电路控制泄放压电传感器的积累电荷，因此成功解决了使用现有市售电荷放大器存在的压电传感器积累电荷无法及时释放，而导致存在较大测量误差的问题；另外本实用新型的新型板型辊用电荷放大器电路还具有成本低的优点，使国产板型辊的成本得到大幅降低。
附图说明
15.图1为新型板型辊用电荷放大器电路原理图；
16.图2为电荷放大电路原理图；
17.图3为置位/复位电路原理图；
18.图4为二阶低通有源滤波电路原理图；
19.图5为电压并联负反馈放大电路。
20.图中：1、电荷放大电路；2、置位/复位电路；3、二阶低通有源滤波电路；4、电压并联负反馈放大电路。
具体实施方式
21.通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。
22.一种新型板型辊用电荷放大器电路，包括电荷放大电路1、置位/复位电路2、二阶低通有源滤波电路3、电压并联负反馈放大电路4；所述置位/复位电路2与电荷放大电路1电性连接；所述电荷放大电路1、二阶低通有源滤波电路3、电压并联负反馈放大电路4依次电性连接；
23.所述电荷放大电路1包括超低偏置电流集成运算放大器ic11；ic11的2脚接压电传感器的正极连接线；3脚接0v；4脚接
‑
12v；8脚接压电传感器连接线的屏蔽层；7脚接+12v；6脚为输出端，接电阻r12输出；2脚与6脚之间还连接有反馈电容c11，c11并接有电荷泄放电阻r11；
24.所述置位/复位电路2包括模拟复用器ic13；ic13的1脚、14脚、15脚、16脚并接0v；2脚接使能信号；3脚接
‑
12v，并通过电容c16接0v；4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚并接至ic11的2脚；8脚连接至ic11的6脚；13脚接+12v，并通过电容c17接0v；
25.所述二阶低通有源滤波电路3、电压并联负反馈放大电路4共用双运算放大器ic12；ic12的2脚通过由c13、c14、r13、r14构成的低通滤波网络与电荷放大电路1的输出端连接，3脚接0v，4脚接
‑
12v，8脚接+12v，1脚通过电阻r17输出，1脚与2脚通过r15、r16、c15构成的高通负反馈网络连接；ic12的6脚与二阶低通有源滤波电路3的输出端连接，5脚接0v，7脚通过分压电阻r19、r10输出，7脚与6脚通过反馈电阻r18连接。
26.本实用新型未详述部分为现有技术。