专利名称：车用发电机转速信号提取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电机技术，特别涉及车用发电机转速信号提取的技术。
背景技术：
在车用交流发电机的性能检测、效率测试、振动噪声测试和分析中都必须要用到 发电机的转速信号，交流发电机在测试中通常采用的方法是在驱动端安装转速传感器或在 发电机的皮带轮端安装一光电返光式转速传感器，或者打开发电机的后罩盖从相线或中性 线端去提取转速信号，这几种方法都有各自的弊端，第一种方法的弊端是发电机是采用皮 带传动的，若存在传动差则无法检测，特别是在皮带张紧力不够和转速在万转以上的情况 下会产生较大的误差；第二种方法是在发电机的皮带轮上粘贴返光信号纸，这在生产线的 的大批量检测是不可取的；第三种方法则需要打开发电机的后罩盖从相线或中性线引线出 来，该方法不仅繁琐而且在严格的试验类别中是不允许的，因为发电机在出厂时其所有安 装螺钉的安装力矩都是经过校验的。车用交流发电机的转子结构式采用鸭嘴爪极机构，定 子采用三相固定绕组结构，根据发电机的工作原理可知发电机B+端的输出信号是定子产 生的三相交流信号经三相桥式整流产生的，这样在B+端的输出信号中就存在纹波信号，而 该纹波信号的频率与发电机的定子相数(均为三相)、转子的极对数及发电机转速有关， 而由于一个发电机的定子相数和转子的极对数是固定的且是可知的，其发电机的转速公式 为N = fX60/(pXw)，其中，N为发电机的转速，单位为r/min，f为B+端纹波信号的频率， 单位为Hz，p为发电机转子的极数，w为发电机定子的相数；因此只需要检测到发电机B+端 纹波信号的频率即可准确确定发电机的转速，而发电机B+端信号为直流分量和纹波信号 叠加而成，要获得纹波信号必须去除直流分量。
实用新型内容本实用新型的目的是克服目前车用发电机转速信号提取方式不理想或不易实现 的缺点，提供一种车用发电机转速信号提取装置。本实用新型解决其技术问题，采用的技术方案是，车用发电机转速信号提取装置， 其特征在于，包括发电机B+端信号输入端、信号拾取放大模块、信号分离整形模块、信号隔 离驱动模块、B+端纹波信号输出端、隔离电源及电源模块，所述发电机B+端信号输入端与 信号拾取放大模块连接，电源模块与发电机B+端信号输入端连接，电源模块与信号拾取放 大模块连接，信号分离整形模块与信号拾取放大模块连接，信号隔离驱动模块与信号分离 整形模块连接，B+端纹波信号输出端与信号隔离驱动模块连接，隔离电源与信号隔离驱动 模块连接。具体的，所述信号拾取放大模块包括隧道二极管一、电容一、可调电容二、三极管 一、电阻一、电阻二、电阻三、电阻四、电阻五及地线，所述隧道二极管一的负极与发电机B+ 端信号输入端连接，正极与电容一的一端连接，电容一的另一端与地线连接，电阻一与电容 一并联，电阻二与可调电容二并联后的一端与隧道二极管一的正极连接，另一端与电阻三
4的一端及电阻四的一端连接，电阻三的另一端与电源模块连接，电阻四的另一端与三极管 一的基极连接，三极管一的发射极与地线连接，三极管一的集电极与电阻五的一端连接，电 阻五的另一端与电源模块连接，三极管一的集电极作为输出端与信号分离整形模块连接。进一步的，所述信号分离整形模块包括可调电容三、三极管二、隧道二极管二、运 算放大器、电阻六、电阻七、电阻八、电阻九、电阻十、电阻i^一、电阻十二及地线，所述可调 电容三与电阻六并联后一端与信号拾取放大模块连接，另一端与运算放大器正相输入端连 接，电阻七的一端与电源模块连接，另一端与运算放大器正相输入端连接，电阻九的一端与 电源模块连接，另一端与运算放大器负相输入端连接，电阻八的一端与运算放大器正相输 入端连接，另一端与地线连接，电阻十的一端与运算放大器负相输入端连接，另一端与地线 连接，电阻十一的一端与运算放大器负相输入端连接，另一端与三极管二的集电极连接，三 极管二的发射极与地线连接，电阻十二的一端与运算放大器输出端连接，另一端与三极管 二的基极连接，隧道二极管二的负极与运算放大器输出端连接，正极作为输出端与信号隔 离驱动电路连接。具体的，所述信号隔离驱动电路包括光电耦合器、隧道二极管三、电容四、三极管 三、电阻十三、电阻十四、电阻十五、电阻十六、电阻十七及地线，所述隔离电源包括隔离电 源正极及隔离电源负极，所述光电耦合器输入端阳极与信号分离整形模块连接，光电耦合 器输入端阴极与电阻十三的一端连接，电阻十三的另一端与地线连接，光电耦合器输出端 集电极与隧道二极管三的负极连接，光电耦合器输出端发射极与隔离电源负极连接，电阻 十四的一端与隧道二极管三的负极连接，另一端与隔离电源正极连接，电容四的一端与隔 离电源负极连接，另一端与隧道二极管三的正极连接，电阻十五的一端与隧道二极管三的 正极连接，另一端与三极管三的基极连接，三极管三的集电极与电阻十六的一端连接，电阻 十六的另一端与隔离电源正极连接，三极管三的发射极与隔离电源负极连接，电阻十七的 一端与三极管三的集电极连接，另一端与三极管三的发射极连接，三极管三的集电极与B+ 端纹波信号输出端连接。再进一步的，所述电源模块包括二极管一、二极管二、三端稳压器、电容五、可调电 容六、可调电容七、电容八及地线，所述二极管一的正极与发电机B+端信号输入端连接，负 极与三端稳压器的输入端连接，二极管二的负极与二极管一的负极连接，正极与电容八的 一端连接，电容八的另一端与地线连接，电容五的一端与二极管一的负极连接，另一端与地 线连接，可调电容六与电容五并联，可调电容七与电容八并联，三端稳压器的输出端与二极 管二的正极连接，地线端与地线连接，二极管二的正极作为输出端与信号拾取放大模块及 信号分离整形模块连接。再进一步的，所述隔离电源为外部直流电源或9伏叠成电池。本实用新型的有益效果是，通过上述车用发电机转速信号提取装置可以将车用发 电机的B+端信号转为纯粹的纹波信号输出，通过计算公式可以直接且准确的得出该车用 发电机的转速，该装置直接从车用发电机的B+端信号输出端提取信号，误差几乎没有，且 不需要拆开发电机后盖去引线。
图1为本实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型的车用发电机转速信号提取装置由发电机B+端信号输入端与信号拾 取放大模块连接，电源模块与发电机B+端信号输入端连接，电源模块与信号拾取放大模块 连接，信号分离整形模块与信号拾取放大模块连接，信号隔离驱动模块与信号分离整形模 块连接，B+端纹波信号输出端与信号隔离驱动模块连接，隔离电源与信号隔离驱动模块连 接组成，将车用发电机的B+端信号转为纯粹的纹波信号输出，通过计算公式可以直接且准 确的得出该车用发电机的转速。实施例本例采用直接从车用发电机的B+端信号输出端直接引线与车用发电机转速信号 提取装置连接的方式进行车用发电机转速信号的提取，根据提取的转速信号，通过计算公 式即可直接且准确的得出该车用发电机的转速，其中，隔离电源采用外部直流电源或9伏 叠成电池，其车用发电机转速信号提取装置的电路原理图如图1。首先由由发电机B+端信号输入端与信号拾取放大模块连接，电源模块与发电机 B+端信号输入端连接，电源模块与信号拾取放大模块连接，信号分离整形模块与信号拾取 放大模块连接，信号隔离驱动模块与信号分离整形模块连接，B+端纹波信号输出端与信号 隔离驱动模块连接，隔离电源与信号隔离驱动模块连接组成本例所述车用发电机转速信号 提取装置，再将B+端信号输入端与被测车用发电机的B+端信号输出端连接，其中，信号拾 取放大模块由隧道二极管一的负极与发电机B+端信号输入端连接，正极与电容一的一端 连接，电容一的另一端与地线连接，电阻一与电容一并联，电阻二与可调电容二并联后的一 端与隧道二极管一的正极连接，另一端与电阻三的一端及电阻四的一端连接，电阻三的另 一端与电源模块连接，电阻四的另一端与三极管一的基极连接，三极管一的发射极与地线 连接，三极管一的集电极与电阻五的一端连接，电阻五的另一端与电源模块连接，三极管一 的集电极作为输出端与信号分离整形模块连接组成；信号分离整形模块由可调电容三与 电阻六并联后一端与信号拾取放大模块连接，另一端与运算放大器正相输入端连接，电阻 七的一端与电源模块连接，另一端与运算放大器正相输入端连接，电阻九的一端与电源模 块连接，另一端与运算放大器负相输入端连接，电阻八的一端与运算放大器正相输入端连 接，另一端与地线连接，电阻十的一端与运算放大器负相输入端连接，另一端与地线连接， 电阻十一的一端与运算放大器负相输入端连接，另一端与三极管二的集电极连接，三极管 二的发射极与地线连接，电阻十二的一端与运算放大器输出端连接，另一端与三极管二的 基极连接，隧道二极管二的负极与运算放大器输出端连接，正极作为输出端与信号隔离驱 动电路连接组成；信号隔离驱动电路由光电耦合器输入端阳极与信号分离整形模块连接， 光电耦合器输入端阴极与电阻十三的一端连接，电阻十三的另一端与地线连接，光电耦合 器输出端集电极与隧道二极管三的负极连接，光电耦合器输出端发射极与隔离电源负极连 接，电阻十四的一端与隧道二极管三的负极连接，另一端与隔离电源正极连接，电容四的一 端与隔离电源负极连接，另一端与隧道二极管三的正极连接，电阻十五的一端与隧道二极 管三的正极连接，另一端与三极管三的基极连接，三极管三的集电极与电阻十六的一端连 接，电阻十六的另一端与隔离电源正极连接，三极管三的发射极与隔离电源负极连接，电阻十七的一端与三极管三的集电极连接，另一端与三极管三的发射极连接，三极管三的集电 极与B+端纹波信号输出端连接组成；电源模块由二极管一的正极与发电机B+端信号输入 端连接，负极与三端稳压器的输入端连接，二极管二的负极与二极管一的负极连接，正极与 电容八的一端连接，电容八的另一端与地线连接，电容五的一端与二极管一的负极连接，另 一端与地线连接，可调电容六与电容五并联，可调电容七与电容八并联，三端稳压器的输出 端与二极管二的正极连接，地线端与地线连接，二极管二的正极作为输出端与信号拾取放 大模块及信号分离整形模块连接组成。 使用时，被测车用发电机的B+端信号输出端通过该车用发电机转速信号提取装 置的B+端信号输入端将B+端信号(含有转速信号的交直流信号)输入到信号拾取放大模 块进行信号的拾取和放大，该信号经阻容滤波后滤除其直流分量信号，由于该交流分量信 号的幅度较小不能有效的驱动隔离电路所以还需一级放大，再将放大后的信号传输给信号 分离整形模块，信号分离整形模块将信号拾取放大模块输入的信号经差分放大器组成的施 密特触发器整形为方波信号以利于下级隔离驱动，传输给信号隔离驱动模块，信号隔离驱 动模块将接收到的方波信号利用用光电耦合器实现信号端与输出端的电隔离，经隔离的信 号再经过一级放大通过B+端纹波信号输出端传输出去驱动转速测量或显示单元，其中，电 源模块的作用是从与B+端信号输入端相连的发电机的B+端信号输出端获取电源，经整流 滤波后提供给三端稳压器的输入端，输入不稳定的电源经三端稳压后经滤波形成稳定电压 输出提供给信号拾取放大模块和信号分离整形模块做直流工作电压。
权利要求车用发电机转速信号提取装置，其特征在于，包括发电机B+端信号输入端、信号拾取放大模块、信号分离整形模块、信号隔离驱动模块、B+端纹波信号输出端、隔离电源及电源模块，所述发电机B+端信号输入端与信号拾取放大模块连接，电源模块与发电机B+端信号输入端连接，电源模块与信号拾取放大模块连接，信号分离整形模块与信号拾取放大模块连接，信号隔离驱动模块与信号分离整形模块连接，B+端纹波信号输出端与信号隔离驱动模块连接，隔离电源与信号隔离驱动模块连接。
2.根据权利要求1所述车用发电机转速信号提取装置，其特征在于，所述信号拾取放 大模块包括隧道二极管一、电容一、可调电容二、三极管一、电阻一、电阻二、电阻三、电阻 四、电阻五及地线，所述隧道二极管一的负极与发电机B+端信号输入端连接，正极与电容 一的一端连接，电容一的另一端与地线连接，电阻一与电容一并联，电阻二与可调电容二并 联后的一端与隧道二极管一的正极连接，另一端与电阻三的一端及电阻四的一端连接，电 阻三的另一端与电源模块连接，电阻四的另一端与三极管一的基极连接，三极管一的发射 极与地线连接，三极管一的集电极与电阻五的一端连接，电阻五的另一端与电源模块连接， 三极管一的集电极作为输出端与信号分离整形模块连接。
3.根据权利要求1所述车用发电机转速信号提取装置，其特征在于，所述信号分离整 形模块包括可调电容三、三极管二、隧道二极管二、运算放大器、电阻六、电阻七、电阻八、电 阻九、电阻十、电阻十一、电阻十二及地线，所述可调电容三与电阻六并联后一端与信号拾 取放大模块连接，另一端与运算放大器正相输入端连接，电阻七的一端与电源模块连接，另 一端与运算放大器正相输入端连接，电阻九的一端与电源模块连接，另一端与运算放大器 负相输入端连接，电阻八的一端与运算放大器正相输入端连接，另一端与地线连接，电阻十 的一端与运算放大器负相输入端连接，另一端与地线连接，电阻十一的一端与运算放大器 负相输入端连接，另一端与三极管二的集电极连接，三极管二的发射极与地线连接，电阻 十二的一端与运算放大器输出端连接，另一端与三极管二的基极连接，隧道二极管二的负 极与运算放大器输出端连接，正极作为输出端与信号隔离驱动电路连接。
4.根据权利要求1所述车用发电机转速信号提取装置，其特征在于，所述信号隔离驱 动电路包括光电耦合器、隧道二极管三、电容四、三极管三、电阻十三、电阻十四、电阻十五、 电阻十六、电阻十七及地线，所述隔离电源包括隔离电源正极及隔离电源负极，所述光电耦 合器输入端阳极与信号分离整形模块连接，光电耦合器输入端阴极与电阻十三的一端连 接，电阻十三的另一端与地线连接，光电耦合器输出端集电极与隧道二极管三的负极连接， 光电耦合器输出端发射极与隔离电源负极连接，电阻十四的一端与隧道二极管三的负极连 接，另一端与隔离电源正极连接，电容四的一端与隔离电源负极连接，另一端与隧道二极管 三的正极连接，电阻十五的一端与隧道二极管三的正极连接，另一端与三极管三的基极连 接，三极管三的集电极与电阻十六的一端连接，电阻十六的另一端与隔离电源正极连接，三 极管三的发射极与隔离电源负极连接，电阻十七的一端与三极管三的集电极连接，另一端 与三极管三的发射极连接，三极管三的集电极与B+端纹波信号输出端连接。
5.根据权利要求1所述车用发电机转速信号提取装置，其特征在于，所述电源模块包 括二极管一、二极管二、三端稳压器、电容五、可调电容六、可调电容七、电容八及地线，所述 二极管一的正极与发电机B+端信号输入端连接，负极与三端稳压器的输入端连接，二极管 二的负极与二极管一的负极连接，正极与电容八的一端连接，电容八的另一端与地线连接，电容五的一端与二极管一的负极连接，另一端与地线连接，可调电容六与电容五并联，可调 电容七与电容八并联，三端稳压器的输出端与二极管二的正极连接，地线端与地线连接，二 极管二的正极作为输出端与信号拾取放大模块及信号分离整形模块连接。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述车用发电机转速信号提取装置，其特征在于， 所述隔离电源为外部直流电源或9伏叠成电池。
专利摘要本实用新型涉及发电机技术。本实用新型解决了现有车用发电机转速提取方式不理想或不易实现的问题，提供了一种车用发电机转速信号提取装置，其技术方案可概括为车用发电机转速信号提取装置由发电机B+端信号输入端与信号拾取放大模块连接，电源模块与发电机B+端信号输入端连接，电源模块与信号拾取放大模块连接，信号分离整形模块与信号拾取放大模块连接，信号隔离驱动模块与信号分离整形模块连接，B+端纹波信号输出端与信号隔离驱动模块连接，隔离电源与信号隔离驱动模块连接组成。本实用新型的有益效果是，提取出来的车用发电机转速信号几乎无误差，适用于车用发电机转速信号的提取。
文档编号G01P3/44GK201749124SQ201020299878
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者周伦, 孙秀飞, 张川, 张胜杰 申请人:成都华川电装有限责任公司