高速旋轉狀態(tài)下電池性能的紅外遙測系統(tǒng)

作者：時間：2006-05-07 來源：網絡

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摘要：介紹了一種紅外遙測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對高速旋轉狀態(tài)下的供電電壓和噪聲值進行精確測量和記錄。它為高速旋轉機上激活的熱電池、化學電池的測試提供了一種抗干擾能力強、測量精度高的技術手段。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/255603.htm

關鍵詞：紅外遙測電池高速旋轉機抗干擾

高速旋轉狀態(tài)下工作的電池（如化學電池、熱電池及固體電池等）的供電特性的精確測量是一項非常重要但又困難的事件。目前，根據信號傳輸形式的不同，檢測方法有電刷接觸有線測量、水銀集流環(huán)有線測量和無線電遙測等。但這些方法適用的測試范圍有限，對于速度很具有強電磁干擾的新型高速旋轉機的情況不能適用。為了滿足新型高速旋轉機上的電池高精度測試的要求，我們開發(fā)了電池供電特性紅外遙測系統(tǒng)，取得了很好的效果。

1 遙測系統(tǒng)結構

由于高速旋轉機在工作時產生極其強大的電磁干擾，抗干擾設計成為系統(tǒng)設計的關鍵所在。試驗表明，電磁感應耦合方式和無線電傳輸方式都受到嚴重干擾而不能正常應用。我們最終選擇紅外遙測的方法，成功解決了強電磁場干擾的問題。

遙測系統(tǒng)由測量與調制發(fā)射電路、前置接收放大電路、解調電路三部分組成，如圖1所示。測量與發(fā)射電路和被測電池一起裝在高速旋轉機上隨機高速運動，發(fā)射管處于旋轉軸線上，可連續(xù)發(fā)射輸出信號。接收電路固定在旋轉機外適宜接收信號的位置。

2 遙測系統(tǒng)的硬件設計

2.1 電池信號測量轉換電路

此電路安裝在旋轉機上和被測電池一起旋轉，電路由被測電池供電；電路板用發(fā)泡材料密封。電路原理如圖2所示。

由于直流電壓最高可達32V，而交流噪聲信號的電壓值Vpp僅為25mV，幅值相差很懸殊，不宜在一種范圍里進行轉換。因此，分別采用交、直流測量電路，這樣可以按轉換關系對直流電壓進行衰減，對交流信號適當放大。

電路中IC1采用精密穩(wěn)壓芯片AD586為后級電路供電，使電池電壓的波動不會影響電路的正常工作，確保了發(fā)射電路的穩(wěn)定性；V-F變換芯片IC2采用高精度的集成電路CD4046。

2.2 接收與解調濾波電路

將光信號接收、轉換、前置放大電路與解調電路分開是提高系統(tǒng)抗干擾能力的一項重要措施；將光電轉換后的電信號放大再進行遠距離傳輸，可以使解調電路遠離高速旋轉機。前置放大電路由光信號接收與轉換、電信號放大整形、電信號輸出三部分組成，如圖3所示。這部分電路密封在金屬殼內，可有效防止外界電磁場的干擾。輸出的方波信號經屏蔽線傳輸到解調電路。解調電路可分為接收整形電路、鎖相環(huán)解調電路、濾波輸出電路三部分，如圖4所示。

經導線傳輸來的方波信號已經變形，整形電路需將變形的方波信號重新轉變?yōu)闃藴实姆讲?，以滿足鎖相環(huán)電路的要求。鎖相環(huán)電路由CD4046構成，其本身即是一個振蕩電路。當沒有信號輸入時，其輸出為0；有信號輸入時，其內部的比較器對自身的振蕩頻率和輸入信號的頻率進行比較，輸出比較誤差電壓。誤差電壓又經相位比較去控制自身的振蕩頻率，使之與輸入信號嚴格同步，輸出的相位比較電壓即是原被調制信號。