一种接近开关信号消抖消除装置的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电的领域，尤其是涉及一种接近开关信号消抖消除装置。


背景技术：

2.目前市场上大中型风力发电机，无论是定浆控制，还是变桨控制，其最终目的都是将转速控制在安全范围内，以确保风机不会飞车，所以转速的检测在风力发电机控制系统中就显得尤为重要。
3.现有市场上的风力发电机机转速检测多采用电信号和机械信号检测方法。其机械信号检测又以使用接近开关直接检测转速的方法居多。若将接近开关在现有的工控环境直接使用，由于风发力发电机的强烈机械晃动、振动以及发电机强大的电磁场干扰，可能导致接近开关输出信号边沿发生畸变，一旦这个未知的畸变信号被风力发电控制系统检测到并运用到控制系统，最终可能发生不可预想的后果。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：提供一种稳定可靠接近开关信号消抖消除装置,以弥补背景技术中的不足。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种接近开关信号消抖消除装置，电连接接近开关输出端，包括依次设置的滤波整形单元、不对称滤波单元、比较单元、以及输出单元；所述接近开关输出端包括v+端、ina端、以及gnd端；
6.所述滤波整形单元包括npn型第二三极管q2、第一电阻r1、第一电容c1、以及第十一电阻r11；所述第二三极管q2的集电极通过所述第一电阻r1电连接v+端，所述第二三极管q2的发射极电连接gnd端，所述第二三极管q2的基极通过所述第十一电阻r11电连接ina端；所述第一电容c1电连接在所述第二三极管q2的基极与发射极之间；
7.所述不对称滤波单元包括第六电阻r6、第二二极管d2、以及第三电容c3；所述第一电阻r1靠近所述第二三极管q2集电极的一端还依次串联所述第六电阻r6和所述第三电容c3后电连接gnd端；所述第六电阻r6并联有所述第二二极管d2，所述第二二极管d2的阳极和阴极分别电连接所述第一电阻r1和所述第三电容c3。
8.优选的，所述比较单元包括第一比较器u1、第二电阻r2、第三电阻r3、第五电阻r5、第七电阻r7、以及第一二极管d1；
9.v+端依次串联所述第二电阻r2和所述第五电阻r5后接地；所述第一比较器u1的同相输入端电连接在所述第二电阻r2与所述第五电阻r5之间，所述第一比较器u1的反相输入端电连接所述第三电容c3远离gnd端一端，所述第一比较器u1的输出端通过所述第三电阻r3电连接v+端；所述第一比较器u1的所述同相输入端与输出端之间还依次串联有所述第七电阻r7和所述第一二极管d1，所述第一二极管d1的阳极和阴极分别与所述第七电阻r7和所述第一比较器u1的输出端电连接。
10.优选的，所述输出单元包括npn型第一三极管q1、pnp型第三三极管q3、第八电阻
r8、以及第九电阻r9；
11.所述第八电阻r8一端与所述第一比较器u1的输出端电连接，另一端与所述第一三极管q1基极和所述第三三极管q3基极电连接；所述第一三极管q1的集电极电连接v+端；所述第一三极管q1的发射极与所述第三三极管q3的发射极电连接；所述第三三极管q3的集电极电连接gnd端；所述第九电阻r9一端电连接所述第一三极管q1的发射极和所述第三三极管q3的发射极，另一端作为消抖消除装置的输出端。
12.优选的，所述接近开关为npn型三线制接近开关，v+端与ina端之间电连接有第四电阻r4。
13.综上所述，本实用新型包括以下有益技术效果：
14.本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，通过普通元器件和简单的电路结构和资源的情况下，实现了接近开关信号上升沿和下降沿消抖，并通过不对称滤波完成对波形脉宽的补偿。
附图说明
15.图1为本实用新型装置的原理框图；
16.图2为本实用新型接近开关信号消抖消除装置的电路结构示意图。
具体实施方式
17.以下结合附图1至2对本实用新型作进一步详细说明。
18.本实用新型实施例公开一种接近开关信号消抖消除装置，电连接接近开关，包括滤波整形单元、不对称滤波单元、比较单元、以及输出单元；其中接近开关的所述v+端与ina端之间电连接有第四电阻r4。
19.滤波整形单元用于信号滤波和电平翻转，包括第十一电阻r11、第一电容c1、第二三极管q2、以及第一电阻r1。
20.第二三极管q2为npn型三极管；第二三极管q2的集电极通过第一电阻r1电连接接近开关的所述v+端，第二三极管q2的发射极电连接接近开关的gnd端，第二三极管q2的基极通过第十一电阻r11电连接接近开关的ina端；此外，第二三极管q2的基极与发射极之间还连接有第一电容c1。
21.在滤波整形单元中，由第十一电阻r11和第一电容c1组成了低通滤波电路，由第二三极管q2和第一电阻r1组成了电平翻转电路。
22.不对称滤波单元用于对信号上升沿和下降沿不对称滤波，以达到其波形补偿目的，包括第六电阻r6、第三电容c3、第一电阻r1、以及第二二极管d2。
23.第一电阻r1与第二三极管q2连接的一端，依次串联第六电阻r6和第三电容c3后接地；第六电阻r6并连接有第二二极管d2，且第二二极管d2的阳极与第一电阻r1电连接，第二二极管d2的阴极与第三电容c3电连接。
24.当不对称滤波单元的输入信号脉冲处于上升沿时，由第六电阻r6和第三电容c3共同组成了滤波电路；当不对称滤波单元的输入信号脉冲处于下降沿时，由第一电阻r1、第二二极管d2和第三电容c3租共同组成了滤波电路。
25.比较单元用于不对称滤波后进行整形修正并输出，包括第一比较器u1、第三电阻
r3、第二电阻r2、第五电阻r5、第七电阻r7、以及第一二极管d1，共同组成了具有回差特性的比较电路。
26.接近开关的所述v+端依次串联第二电阻r2和第五电阻r5后接地；第一比较器u1的同相输入端电连接第五电阻r5远离地线一端，第一比较器u1的反相输入端电连接第三电容c3远离地线一端，第一比较器u1的输出端与所述v+端之间电连接有第三电阻r3，第一比较器u1的同相输入端与输出端之间还依次串联有第七电阻r7和第一二极管d1，第一二极管d1的阳极电连接第七电阻r7远离同相输入端一端，第一二极管d1的阴极电连接第一比较器u1的输出端。
27.输出单元用于提高信号的负载能力，包括第八电阻r8、第九电阻r9、第一三极管q1、以及第三三极管q3，组成了推挽电路。
28.第一三极管q1和第三三极管q3分别为npn型三极管和pnp型三极管；第一三极管q1的集电极电连接所述v+端，第一三极管q1的发射极电连接第三三极管q3的发射极，第三三极管q3的集电极接地，第一三极管q1的基极和第三三极管q3的基极均通过第八电阻r8与第一比较器u1的输出端电连接；第一三极管q1的发射极和第三三极管q3的发射极通过电连接第九电阻r9后作为输出端输出信号。
29.本实用新型的实施步骤及工作原理为：
30.1)将接近开关输出信号进行滤波整形
31.接近开关输出脉冲信号通过滤波整形单元中的低通滤波电路后，控制第二三极管q2开通关断，得到一个互补脉冲信号，并把这个信号送至不对称滤波单元；
32.2)将整形后波形经过上升沿和下降沿的不对称滤波
33.脉冲信号经过不对称滤波单元进行输出，其中不对称滤波指第二三极管q2开通时通过第六电阻r6、第三电容c3组成的滤波回路，关断时通过第一电阻r1、第二二极管d2、第三电容c3组成的滤波回路；
34.3)滤波后通过不对称回差比较器进行输出
35.输出至比较单元的第一比较器u1的反相输入端，阀值接入第一比较器u1的同相输入端，经比较变换与不对称回差处理产生高质量的脉冲信号，输出标准脉冲信号；
36.4)比较输出后通过推挽电路完成波形输出
37.输出的标准脉冲信号经过输出单元的推挽电路输出，得到有较强带载能力的标准的脉冲信号，再经处理器捕获单元或io扫描计数得到脉冲频率并分析计算，最终得到目标转速。
38.本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，通过普通元器件和简单的电路结构且不增加任何成本和资源的情况下，实现了信号的稳定可靠输出。实用新型不局限与以上实施，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施所作的任何简单修改、修饰均属于本实用新型的保护范围。