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上海地磅过零点检测精度的提高方法有哪些

发布时间:2015-10-12

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一、上海地磅过零比较器的工作原理

过零比较器是一种用来检测输入信号过零时刻的电路,即将信号与某一设定阀值比较,判断地磅信号距离零点的远近,从而扑捉信号过零点。具体检测过程是首先地磅传感器采集电压电流信号,然后将其送入过零比较器中进行比较判断,最后输出同周期的过零脉冲信号。常用的过零检测方法如图1所示,当输入信号电压>0V时,输出正脉冲;当输出电压<0V时,输出负脉冲,通过检测输出脉冲的跳变,即可检测出输入信号的电压过零点;而输出脉冲的上升沿和下降沿则分别反映了信号电压的上升过零点和下降过零点。

 

二、上海地磅传统电压过零点检测电路存在的问题

根据上述过零检测的原理,传统的过零检测电路如图2所示,由于电网电压波动,噪声等因素,导致多过零现象和实际基波零点和提取的零点误差较大,电路中的运算放大器产生了主要影响因素。

1.运放构成过零比较器存在相位误差

运放具有价格低廉的优势,但是由运放构成的过零比较器存在着相位误差,为减小相位误差,可以对输入信号进行放大,其中因放大造成的波峰,波谷失真对于过零检测不构成影响。

2.上海地磅运放自身稳定性

温度漂移,输入失调等影响运放性能稳定的因素也会造成过零点检测精度下降,此时选择运放时还应考虑到高速转换速率。

三、上海地磅厂家方案的提出

出于经济简单的角度考虑,采用了运放构成两次放大,再进行比较。图3所示为改进的过零检测电路。

1.限幅电路

由电阻R2二极管D1 D2组成,限幅电路所起的作用有两个方面:一是保护作用,防止因差模电压过大而损坏运放;二是减小输入电压使正负电源电压在有限的供电范围内输出电压均不会失真,这里,信号顶部和底部被截不影响过零点的检测。

2.两组运放放大电路

使用LF353运算放大器进行信号的两极放大,每级放大倍数约为100,即进行了10000倍放大,LF353具有增益高,共模抑制比高,工作稳定,补偿简单等特点。如图 4所示。

3.专用过零比较电路

LM311组成的过零比较电路如图3所示,放大电路的输出送入过零比较器中。在过零检测中,判断过零的阀值取得越小,则过零线号产生的时刻与过零点越吻合。

四、上海地磅仿真结果

通过MULTISIM仿真得到图5所示的仿真结果。

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