專利名稱：一種在線壓力檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術在大功率晶閘管變流應用技術領域，特別是提供了一種 在線壓力檢測裝置。它針對平板型晶閘管正常工作時需要一定的夾裝壓力而研制，是 一種壓力檢測電路。屬于3L型大功率晶閘管變流裝置的配套產(chǎn)品。
背景技術：
在大功率晶閘管變流裝置中，晶閘管夾裝壓力是晶閘管正常工作的重要條件之 一，夾裝壓力是否為達到額定值對晶閘管的散熱、電流通過能力、接觸電阻等都將產(chǎn) 生重大的影響。晶閘管工作時溫度變化很大，由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的應力也很大。隨 著時間的變化將使金屬夾具產(chǎn)生形變，導致夾裝壓力下降，從而使晶閘管變流裝置無 法正常工作。夾裝壓力檢測裝置用于在線檢測晶閘管夾裝壓力，'控制裝置'隨時采 集夾裝壓力檢測裝置的輸出信號，以確定晶閘管整流裝置的工作狀態(tài)。這個裝置在大 功率晶閘管變流裝置中非常重要。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的在于提供一種在線壓力檢測裝置，具有在強電磁干擾環(huán)境下，在 線檢測晶閘管夾裝壓力的功能。
本實用新型包括壓力檢測單元、EMI濾波單元、差動放大單元、信號比較單元、 信號輸出單元、閾值設定單元、屏蔽驅(qū)動單元。見圖l，圖l是壓力檢測裝置電路原 理圖。
壓力檢測單元的電壓輸出端Vii、 Vi-y連接到EMI濾波單元的電感Ll、 L2上， EMI濾波單元的電壓輸出端Voi、 Vo2連接到差動放大單元的集成運算放大器Ul、 U5 的3號腳上。差動放大單元的電壓輸出端Vo3連接到信號比較單元的集成運算放大器 U3的3號腳上。信號比較單元的電壓輸出端Vo4連接到信號輸出單元的可調(diào)式精密并 聯(lián)穩(wěn)壓器U6的1號腳上。閾值設定單元的電壓輸出端P4. 5連接到信號比較單元的集 成運算放大器U3的2號腳上。差動放大單元的集成運算放大器U1、 U5產(chǎn)生的放大信 .號通過電阻R13、R14分壓后的電壓輸出端Vo5連接到屏蔽驅(qū)動單元的集成運算放大器 Ul的3號腳上。
壓力檢測單元單獨由一個壓力傳感器組成，見圖1。其作用是將晶閘管夾裝的壓力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，且電壓值隨壓力的變化而變化。電壓輸出Vii、 Vi-y連接 到EMI濾波單元的電感L1、 L2上。壓力傳感器直徑與晶閘管直徑接近。
EMI濾波單元由電感L1、 L2，電容C1、 C2、 C3組成，見圖1。其作用是濾除各 種噪聲干擾。電容C1連接電感L1、 L2。電感L1、 L2連接電容C2、 C3。由壓力檢測 單元的壓力傳感器產(chǎn)生的毫伏電壓信號Vii、 Vi-y接至電感Ll、 L2,電容C1、 C2、 C3上進行濾波，濾波后的電壓信號是Voi、 Vo2。 Voi、 Vo2分別連接到差動放大單元的 集成運算放大器U1、 U5的3號腳上。EMI濾波器中兩電感L1、 L2各自獨立放置在電 路板上，不在同一磁環(huán)上繞制。
差動放大單元由集成運算放大器U1、 U2、 U5,電阻R1-5、電阻R14-17，電位器 RP1組成，見圖l。其作用是將來自EMI濾波單元的毫伏電壓信號Voi、 Vo2放大為伏 級電壓信號。集成運算放大器Ul、 U5的6號腳分別連接電阻Rl、 R3、 R13和電阻R15、 R16、 R14。電阻R1、 R15分別連接電阻RP1、 R2。電阻R3、 R16分別連接電阻R4、 R17 和集成運算放大器U2。集成運算放大器U2的6號腳連接電阻R5。電位器RP1用來調(diào) 節(jié)差動放大器的放大倍數(shù)。放大后的電壓信號是Vo3。 V03連接到信號比較單元的集成 運算放大器U3的3號腳上。
信號比較單元由集成運算放大器U3，電阻R6-8、 18組成，見圖l。其作用是將 差動放大單元放大過的電壓信號V03與閾值設定單元產(chǎn)生的閾值電壓信號P4. 5進行比 較。集成運算放大器U3的6號腳連接電阻R6、 R7、 R8。電阻R8連接R9。比較后的 電壓信號是V04。 Vo4連接到信號輸出單元的可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U6的1號腳上。
信號輸出單元由繼電器J1、可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U6， 二極管D3，電阻R9，發(fā) 光二極管LED1組成。其作用是將設定好的壓力信號Vo4輸出到控制裝置，以控制晶閘 管整流裝置的工作。可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U6的3號腳連接繼電器J1A、 二極管D3。 電阻R9連接發(fā)光二極管LED1。發(fā)光二極管LED1連接J1B。 J1D是壓力檢測裝置的輸 出。發(fā)光二極管LED1指示壓力檢測裝置的工作狀態(tài)。
閾值設定單元由可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U7、電阻RIO、 11、 19,電位器RP2組成， 見圖l。其作用是產(chǎn)生一個電壓可調(diào)的閾值電壓信號P4.5。電阻R10連接R11、 U7。 電阻R11連接RP2。電位器RP2連接U7、 R19。 U7的3號腳是閾值電壓P4. 5。該閾值 電壓信號P4. 5連接到信號比較單元的集成運算放大器U3的2號腳。通過調(diào)節(jié)電位器 RP1可以改變閾值電壓。此電壓信號決定壓力檢測裝置的額定壓力值。
屏蔽驅(qū)動單元由集成運算放大器U4，電阻R12,電容C5組成，見圖l。其作用是消除輸入導線分布電容產(chǎn)生的噪聲干擾。集成運算放大器U4的6號腳連接電阻R12。 輸出信號是'B'。 'B'與壓力傳感器信號線的屏蔽層連接。
本實用新型在差動放大器電路中加入屏蔽驅(qū)動電路；差動放大電路的放大倍數(shù)可調(diào)。
本實用新型的優(yōu)點在壓力檢測電路中加入了EMI濾波器和屏蔽驅(qū)動電路；壓力 檢測電路的輸出可以是開關量也可以是模擬量；壓力檢測電路的放大倍數(shù)可調(diào)。

圖1為壓力檢測裝置電路原理圖。其中，壓力檢測單元1、 EMI濾波單元2、差 動放大單元3、信號比較單元4、信號輸出單元5、閾值設定單元6、屏蔽驅(qū)動單元7。
具體實施方式

下面結(jié)合圖1對壓力檢測裝置進行詳細描述。
根據(jù)圖1可知本實用新型包括壓力檢測單元1、EMI濾波單元2、差動放大單元3、 信號比較單元4、信號輸出單元5、閾值設定單元6、屏蔽驅(qū)動單元7。由壓力檢測單 元1產(chǎn)生的毫伏電壓信號Vi-w、 Vi-y連接到EMI濾波單元2進行濾波，經(jīng)過EMI濾波 單元2濾波后的毫伏電壓信號Voi、 Vo2接至差動放大單元3進行放大，放大為伏級電 壓信號。RP1用于調(diào)整差動放大單元3的放大倍數(shù)。經(jīng)過差動放大單元3放大的電壓 信號Vo3接至信號比較單元4與閾值設定單元6產(chǎn)生的電壓信號P4. 5進行比較。經(jīng)過 信號比較單元4比較后的電壓信號Vo4接至信號輸出單元5去控制繼電器J1A，壓力 狀態(tài)通過信號輸出單元5的J1D送至控制裝置。差動放大單元3的集成運算放大器U1、 U5的6號腳之間的電壓經(jīng)電阻R13、 R14分壓后產(chǎn)生的電壓Vo5接至屏蔽驅(qū)動單元7， 屏蔽驅(qū)動單元7輸出信號'B'與壓力傳感器信號線的屏蔽層連接用以消除輸入導線 '分布電容產(chǎn)生的噪聲干擾。
本實用新型中的壓力傳感器選用服-4型，運算放大器選用正負15V電源供電的 0P07,其它元器件選用通用元件即可。
權(quán)利要求1.一種在線壓力檢測裝置，包括壓力檢測單元、EMI濾波單元、差動放大單元、信號比較單元、信號輸出單元、閾值設定單元、屏蔽驅(qū)動單元；其特征在于，壓力檢測單元(1)的電壓輸出端Vi-w、Vi-y連接到EMI濾波單元(2)的電感L1、L2上，EMI濾波單元(2)的電壓輸出端Vo1、Vo2連接到差動放大單元(3)的集成運算放大器U1、U5的3號腳上；差動放大單元(3)的電壓輸出端Vo3連接到信號比較單元(4)的集成運算放大器U3的3號腳上；信號比較單元(4)的電壓輸出端Vo4連接到信號輸出單元(5)的可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U6的1號腳上；閾值設定單元(6)的電壓輸出端P4.5連接到信號比較單元(4)的集成運算放大器U3的2號腳上；差動放大單元(3)的集成運算放大器U1、U5產(chǎn)生的放大信號通過電阻R13、R14分壓后的電壓輸出端Vo5連接到屏蔽驅(qū)動單元(7)的集成運算放大器U1的3號腳上；
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線壓力檢測裝置，其特征在于，壓力檢測單元(1) 單獨由一個壓力傳感器組成，壓力傳感器直徑與晶閘管直徑接近。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線壓力檢測裝置，其特征在于，EMI濾波單元(2) 由電感L1、 L2，電容C1、 C2、 C3組成，電容C1連接電感L1、 L2;電感L1、 L2連接 電容C2、 C3; EMI濾波器中兩電感L1、 L2各自獨立放置在電路板上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線壓力檢測裝置，其特征在于，差動放大單元(3) 由集成運算放大器U1、 U2、 U5，電阻R1-5、電阻R14-17，電位器RP1組成；集成運算 放大器U1、 U5的6號腳分別連接電阻R1、 R3、 R13和電阻R15、 R16、 R14;電阻R1、 R15分別連接電阻RP1、 R2;電阻R3、 R16分別連接電阻R4、 R17和集成運算放大器U2; 集成運算放大器U2的6號腳連接電阻R5。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線壓力檢測裝置，其特征在于，信號比較單元(4) 由集成運算放大器U3，電阻R6-8、 18組成；集成運算放大器U3的6號腳連接電阻R6、 R7、 R8。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線壓力檢測裝置，其特征在于，閾值設定單元(6) 由可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器U7、電阻RIO、 11、 19，電位器RP2組成；電阻R10連接R11、 U7，電阻R11連接RP2，電位器RP2連接U7、 R19， U7的3號腳是閾值電壓P4. 5。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線壓力檢測裝置，其特征在于，屏蔽驅(qū)動單元(7) 由集成運算放大器U4，電阻R12，電容C5組成；集成運算放大器U4的6號腳連接電 阻R12。輸出信號是'B'， 與壓力傳感器信號線的屏蔽層連接。
專利摘要一種在線壓力檢測裝置，屬于電子技術在大功率晶閘管變流應用技術領域。包括壓力檢測單元、EMI濾波單元、差動放大單元、信號比較單元、信號輸出單元、閾值設定單元、屏蔽驅(qū)動單元。優(yōu)點在于，在壓力檢測電路中加入了EMI濾波器和屏蔽驅(qū)動電路；壓力檢測電路的輸出可以是開關量也可以是模擬量；壓力檢測電路的放大倍數(shù)可調(diào)。
文檔編號G01L1/00GK201429478SQ20092010859
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者丁曉雷, 皓 王 申請人:北京鋼研新冶電氣股份有限公司