专利名称：科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种放大电路，尤其涉及科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路。
背景技术：
随着现在各行业中对流体(如石油、天然气、化工食品行业中各种液态原料等)的大量使用，流体的精确计量设备也得到了越来越广泛的使用。科里奥利质量流量计因其自身测量精度高、耐腐蚀、抗干扰能力强、性能稳定等特性，在工业生产中的流体精确测量领域得到了广泛的应用。目前，生产使用的科里奥利质量流量计变送器部分分为模拟变送器和数字变送器两种。在数字变送器中，是利用AD模数转换电路采集机械传感器两根管子的速度信号，再将其进行DSP运算得出两路信号的相位差，从而利用科里奥利原理将其转换为对应的流体质量进行计量。如图1所示，用于传统科里奥利质量流量计的放大电路前段采用电压并联负反馈，并通过配置RC的系数配置截止频率，其中，左路信号的放大系数由Rl、R3、R4决定，右路信号的放大系数由R2、R5、R6决定。左信号的截止频率由Rl、R3、R4和Cl决定，右路信号的截止频率由R2、R5、R6和C2决定。为了保证两路信号的对称，目前的传统技术是在制作时对R1、R3、R4和R2、R5、R6均采用精密电阻，并且配对使用。而对于Cl和C2为了使相移对称并且相移不会太大，在制作电路时也采用筛选手段，使两个电容尽量配对使用，并且容值不能太大，所以制作时难度较大。然而该电路的使用环境大多是比较恶劣的工况环境，难免会随着时间推移，电阻和电容的参数发生变化，特别是电容，发生变化后将对设备的零点产生较大影响，这也是零点飘移的一个主要原因。所以现在很多的科里奥利质量流量计的变送器每年都需要重新标定一次零点，操作复杂。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提出一种新型的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，解决传统技术中的放大电路中的器件匹配要求精度高，因此筛选比较麻烦，而且容易产生零点漂移的问题。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，包括左路信号输入单元、右路信号输入单元、差动放大单元及AD 转换电路单元；所述左路信号输入单元、右路信号输入单元均连接差动放大单元；所述差动放大单元连接AD转换电路单元。进一步，所述左路信号输入单元包括第一运算放大器，第一电阻及第二电阻；所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻接地，反相输入端连接输出端，输出端连接第二电阻；所述第一运算放大器的正电源端接+9V +15V电压，负电源端接-9V -15V电压，正电源端所接电压与负电源端所接电压绝对值相等。[0008]进一步，所述右路信号输入单元包括第二运算放大器，第三电阻及第四电阻；所述第二运算放大器的同相输入端通过第三电阻接地，反相输入端连接输出端，输出端连接第四电阻；所述第二运算放大器的正电源端接+9V +15V电压，负电源端接-9V -15V电压，正电源端所接电压与负电源端所接电压绝对值相等。进一步，所述差动放大单元包括差分放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容；所述差分放大器的同相输入端连接第二电阻，反相输入端连接第四电阻；所述第一电容并联在差分放大器的同相输入端与同相输出端之间，所述第五电阻与第七电阻串联后并联在差分放大器的同相输入端与同相输出端之间；所述第四电容并联在差分放大器的反相输入端与反相输出端之间，所述第六电阻与第八电阻串联后并联在差分放大器的反相输入端与反相输出端之间；所述差分放大器的正电源端连接+5V电压并通过第二电容与第三电容的并联电路接地，负电源端连接-5V电压并通过第五电容与第六电容的并联电路接地；所述差分放大器的参考端通过第七电容接地。进一步，所述AD转换电路单元的一路输入端连接第五电阻与第七电阻的串联节点，另一路输入端连接第六电阻与第八电阻的串联节点。本实用新型的有益效果是采用了前级跟随技术，可以在不用匹配输入电阻的情况下精密保证输入阻抗的匹配，保证机械传感器的良好协调振动；采用差动放大技术，可以很好抑制共模噪声的影响，只对有用的差模信号进行放大；由于对共模噪声很好的抑制，所以可以选择设置的截止频率很高(可以上MHz)，这样单路引入的相移非常小，两路的电容即使有些差别，对测量的影响也非常小，并且电容参数发生变化后产生的相移，对电零点的影响也非常小。
图1为传统科里奥利质量流量计的放大电路结构图；图2为本实用新型的实施例电路结构图；图2中，Ul为第一运算放大器，U2为第二运算放大器，U3为差分放大器，Rl为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为第四电阻，R5为第五电阻，R6为第六电阻，R7 为第七电阻，R8为第八电阻，Cl为第一电容，C2为第二电容，C3为第三电容，C4为第四电容，C5为第五电容，C6为第六电容，C7为第七电容。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。针对解决传统技术中的放大电路中的器件匹配要求精度高，因此筛选比较麻烦， 而且容易产生零点漂移的问题，本实用新型提出了一种新型的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，其采用了前级跟随技术及差动放大技术，可以精确地保证输入阻抗的匹配，很好的抑制零点漂移。实施例如图1所示，本例中的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，包括左路信号输入单元、右路信号输入单元、差动放大单元及AD转换电路单元；左路信号输入单元、右路信号输入单元均连接差动放大单元；差动放大单元连接AD转换电路单元。其中，左路信号输入单元包括第一运算放大器Ul，第一电阻Rl及第二电阻R2;第一运算放大器Ul的同相输入端通过第一电阻Rl接地，反相输入端连接输出端，输出端连接第二电阻 R2 ；第一运算放大器Ul的正电源端接+15V电压，负电源端接-15V电压；右路信号输入单元包括第二运算放大器U2，第三电阻R3及第四电阻R4 ；第二运算放大器U2的同相输入端通过第三电阻R3接地，反相输入端连接输出端，输出端连接第四电阻R4 ；第二运算放大器U2的正电源端接+15V电压，负电源端接-15V电压；差动放大单元包括差分放大器U3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7 ；差分放大器U3的同相输入端连接第二电阻R2，反相输入端连接第四电阻R4 ；第一电容Cl并联在差分放大器U3的同相输入端与同相输出端之间，第五电阻R5与第七电阻 R7串联后并联在差分放大器U3的同相输入端与同相输出端之间；第四电容C4并联在差分放大器U3的反相输入端与反相输出端之间，第六电阻R6与第八电阻R8串联后并联在差分放大器U3的反相输入端与反相输出端之间；差分放大器U3的正电源端连接+5V电压并通过第二电容C2与第三电容C3的并联电路接地，负电源端连接-5V电压并通过第五电容C5 与第六电容C6的并联电路接地；差分放大器U3的参考端通过第七电容C7接地。AD转换电路单元的一路输入端连接第五电阻R5与第七电阻R7的串联节点，另一路输入端连接第六电阻R6与第八电阻R8的串联节点。其工作原理是该电路的前级采用跟随隔离，理论输入阻抗可达无穷大，只对电压做采样放大，这样可以做到不用严格筛选器件就可保证两路阻抗的精密匹配。在该电路的前端是采用差动放大的方式，由于其良好的噪声抑制能力，几乎可以不用加入容性滤波环节就可进行精密测量，而零点的漂移主要是因为电路中的电容随温度和环境的变化其参数发生改变，故可以较好地抑制零点的漂移。因此，本实用新型所要求保护的技术方案包括但不仅限于上述实施例，本领域的技术人员完全可能根据上述描述对本实用新型的方案稍作改动而达到同样的技术效果，其皆属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，其特征在于包括左路信号输入单元、右路信号输入单元、差动放大单元及AD转换电路单元；所述左路信号输入单元、 右路信号输入单元均连接差动放大单元；所述差动放大单元连接AD转换电路单元。
2.如权利要求1所述的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，其特征在于所述左路信号输入单元包括第一运算放大器，第一电阻及第二电阻；所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻接地，反相输入端连接输出端，输出端连接第二电阻；所述第一运算放大器的正电源端接+9V +15V电压，负电源端接-9V -15V电压，正电源端所接电压与负电源端所接电压绝对值相等。
3.如权利要求1所述的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，其特征在于所述右路信号输入单元包括第二运算放大器，第三电阻及第四电阻；所述第二运算放大器的同相输入端通过第三电阻接地，反相输入端连接输出端，输出端连接第四电阻；所述第二运算放大器的正电源端接+9V +15V电压，负电源端接-9V -15V电压，正电源端所接电压与负电源端所接电压绝对值相等。
4.如权利要求3所述的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，其特征在于所述差动放大单元包括差分放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容；所述差分放大器的同相输入端连接第二电阻，反相输入端连接第四电阻；所述第一电容并联在差分放大器的同相输入端与同相输出端之间，所述第五电阻与第七电阻串联后并联在差分放大器的同相输入端与同相输出端之间；所述第四电容并联在差分放大器的反相输入端与反相输出端之间，所述第六电阻与第八电阻串联后并联在差分放大器的反相输入端与反相输出端之间； 所述差分放大器的正电源端连接+5V电压并通过第二电容与第三电容的并联电路接地，负电源端连接-5V电压并通过第五电容与第六电容的并联电路接地；所述差分放大器的参考端通过第七电容接地。
5.如权利要求4所述的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，其特征在于所述AD转换电路单元的一路输入端连接第五电阻与第七电阻的串联节点，另一路输入端连接第六电阻与第八电阻的串联节点。
专利摘要本实用新型涉及一种放大电路，其公开了一种新型的科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，解决传统技术中的放大电路中的器件匹配要求精度高，因此筛选比较麻烦，而且容易产生零点漂移的问题。其技术方案的要点是科里奥利质量流量计变送器信号等相移对称放大电路，包括左路信号输入单元、右路信号输入单元、差动放大单元及AD转换电路单元；所述左路信号输入单元、右路信号输入单元均连接差动放大单元；所述差动放大单元连接AD转换电路单元。本实用新型适用于科里奥利质量流量计中。
文档编号H03F3/45GK202026280SQ201120106068
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者孙茂一, 罗凡, 肖文 申请人:四川中测流量科技有限公司