压电传感器课程设计

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压电传感器设计

压电传感器设计
压电传感器设 计
小组成员:
压电陶瓷

压电陶瓷:具有压电效应的功能陶瓷。
正压电效应:在没有对称中心的晶体上施加压
力、张力、切向力时,则发生与应力成比例的 介质极化,且在晶体两端出现正、负电荷; 逆压电效应:在晶体上施加电场引起极化时, 产生与电场强度成比例的变形或机械应力。
演示图
实物图
压电陶瓷的结构
电路原理以及Leabharlann 构机械量压电元件电量
电路图
opA604芯片
在自控系统或一些检测系 统中,常应用压 电器件作为传感器,借以实现将非电量变为电号, 这类传感器等效的信号源具有内阻极高且信号很 微弱的特点,因而也必须配接高输入阻抗的放大 电路,而且放大电路还必须具有精确放大微弱信 号的能力。如图给出了高保真运放OPA604构成 的放大电路。该电路采用同相输入方式后可有效 地提高放大器的输入阻抗,为了防止交流干扰, 压电信号采用屏蔽线输入,该电路的电压放大倍 数为:
A V V0 Vi ( 1 R R1 )
引脚图
opa604主要参数
设计中存在的不足: 电路比较简单,没显示电路 设计过程中有的问题: 成品传感器比较贵,用了压电陶瓷代替; 本来是做压电加速器的,但是用压电陶瓷不好做加速 器就做压电式压力传感器;

压电传感器 教案

压电传感器 教案

压电传感器教案一、教学目标1. 知识目标:了解压电传感器的原理、结构和工作方式,掌握其常见应用领域;2. 技能目标:能够选择适合的压电传感器并正确使用,能够进行相关实验和数据分析;3. 情感目标:培养学生的实践能力和创新思维,增强对科学技术的兴趣。

二、教学重点与难点1. 重点:压电传感器的原理和应用;2. 难点:压电传感器的工作原理及其相关实验。

三、教学方法采用多媒体讲解、案例分析和实验演示相结合的教学方法。

四、教学内容与顺序安排1. 压电传感器的定义和基本原理a. 压电效应的概念介绍b. 压电材料的特点及其应用领域c. 压电传感器的基本结构和工作原理2. 常见的压电传感器类型及其应用a. 压电位移传感器b. 压电加速度传感器c. 压电压力传感器d. 压电流量传感器3. 压电传感器的选用与使用注意事项a. 根据应用需求选择合适的压电传感器b. 掌握正确的传感器安装和连接方法c. 学习传感器的校准和维护4. 相关实验演示和数据分析a. 利用压电传感器测量物体的位移、加速度、压力或流量b. 分析实验数据并进行结果讨论5. 压电传感器的发展与展望a. 简要介绍压电传感器的研究现状b. 展望压电传感器在未来的应用前景五、教学过程与方法1. 多媒体讲解:通过PPT展示,介绍压电传感器的原理、结构和工作方式,并展示其在不同领域的应用案例。

2. 案例分析:结合实际案例,分析压电传感器的选用和使用注意事项,并引导学生思考如何解决实际问题。

3. 实验演示:组织学生进行压电传感器的实验演示,让学生亲自操作和观察实验现象。

4. 数据分析:引导学生对实验数据进行分析和结果讨论,培养其科学实验和数据分析能力。

5. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,讨论压电传感器的发展方向及其可能的应用领域。

6. 总结回顾:对本节课内容进行总结回顾,并对学生提出的疑问进行解答。

六、教学评价与展望1. 教学评价a. 课堂表现:学生的参与度、表达能力和问题解决能力;b. 实验报告:学生对实验结果的分析和总结能力。

传感器课程设计--压电式加速度传感器的设计

传感器课程设计--压电式加速度传感器的设计

课程设计说明书题目:压电式加速度传感器的设计学院(系):电气工程学院课程设计(论文)任务书院(系):电气工程学院基层教学单位:自动化仪表系说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

目录示例目录第1章摘要 (1)第2章引言 (2)第3章电路仿真及准备作 (3)第4章压电式加速度传感器的参数设计及计算 (12)4.1 结构设计 (12)4.2 电容设计与计算 (12)4.3 其他参数的计算 (12)第5章误差分析 (13)第6章结论 (14)心得体会 (14)参考文献 (15)第一章摘要传感器是一门集合多种科学技术的科学,它利用各种原理如光电效应、压电效应,等等的原理,来根据被测物体的变化来反映待测量的变化的科学。

传感器是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。

现代测量、控制与自动化技术的飞速发展,特别是电子信息科学的发展,极大地促进了现代传感器技术的发展。

传感器的使用也越来普遍,在当今社会里起到了很大的作用,与此同时传感器的技术要求也在不断提高,对传感器的设计,性能,功能提出了更高的要求,显而易见传感器在以后的社会发展中将会起到越来越重要的作用。

压电式传感器是基于压电效应的传感器。

压电效应是一种能实现机械能与电能相互转换的效应,当有力作用于压电元件上时,压电元件会产生电荷,传感器中利用电荷放大电路,将电荷的变化表现到电压的变化,从而来确定待测物体的运动状态。

经过一定转换电路来实现我们所需要的测量的输出。

压电式传感器的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。

缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。

第二章引言压电式传感器是基于压电效应的传感器,就要求必须将电荷的变化通过电路来表现出来,这就要求将电荷的变化转换成电路中电流的变化或者电压的变化,此时必须用到电荷放大电路来实现。

电荷放大电路是压电传感器的核心电路,它将电荷的变化转换电压的变化,从而实现了测量的意义,可以根据电压的变化来判断被测物体的变化或者运动状态。

检测技术与仪表课程设计报告压电传感器及其应用

检测技术与仪表课程设计报告压电传感器及其应用

检测技术与仪表课程设计报告--压电传感器及其应用《检测技术与仪表》课程设计------压电传感器及其应用学院:信自院专业:自动化年级:11级姓名:学号:201110****指导教师:许晓平昆明理工大学2013年1月5日摘要压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。

所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时,由于内部电荷的极化现象,会在其表面产生电荷的现象。

压电材料它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。

压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。

其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。

关键词:工作原理;组成结构;测量原理图;特性及参数选择;应用;发展趋势目录第一章引言 (5)1.1 背景介绍 (5)1.2 目的和意义 (5)第二章压电效应 (6)2.1压电效应 (6)2.2 压电方程 (6)2.2.1电学边界条件 (6)2.2.2第一类压电方程 (7)2.2.3第二类压电方程 (7)2.2.4第三类压电方程 (7)2.2.5第四类压电方程 (8)第三章压电材料 (9)3.1 石英晶体 (9)3.2 新型压电材料 (9)第四章压电传感器的测量电路 (10)4.1 压电晶片的连接方式 (10)4.2 压电传感器的等效电路 (11)4.3 压电式传感器的测量电路 (12)4.3.1电压放大器(阻抗变换器) (13)4.3.2电荷放大器 (14)第五章压电传感器及其应用 (16)5.1 基本应用 (16)5.2 加速度传感器 (16)5.2.1工作原理 (17)5.2.2结构形式 (17)5.2.3特性曲线 (18)5.2.4加速度计的固定方法 (18)5.3 实际案例分析 (18)5.4 压电传感器的发展趋势 (19)5.5总结 (19)参考文献 (20)第一章引言1.1 背景介绍压电陶瓷有属于二元系的钛酸钡陶瓷、锆钛酸铅系列陶瓷、铌酸盐系列陶瓷和属于三元系的铌镁酸铅陶瓷。

压电式传感器教学案

压电式传感器教学案

压电传感器教学案
新课要点(2)压电陶瓷(多晶体):
压电陶瓷是一种经处理后的。

只有经过极化后的压电陶瓷具有。

压电陶瓷的主要性能特点:
6、压电材料的特性选择。

学生自
我学习
过程中
能完成
的知识

小结1.压电传感器
2.压电传感器的工作原理(压电效应)
3.常见压电材料
时间允
许可让
学生来
说明
作业:
➢书后习题(自动检测与转换技术118页部分)
➢完成学案
教后小记及预习指导:
1、在完全黑暗的环境中,将一块干燥的冰糖用榔头敲碎,可以看到冰糖在
破碎的一瞬间,发出暗淡的蓝色闪光,这是强电场放电所产生的闪光,
产生闪光的机理就是晶体的压电效应。

2、敦煌的鸣沙丘上,当许多游客在沙丘上蹦跳或从鸣沙丘上往下滑时,可
以听到雷鸣般的隆隆声。

产生原因是无数干燥的沙子(SiO2晶体)在振
动压力下,表面产生电荷,在某些时刻,恰好形成电压串联,产生很高
的电压,并通过空气放电而发出声音。

赞颂鸣沙的语句:“雷送余音声
袅袅,风生细响语喁喁”——鸣沙丘的逆压电效应。

3、在电子打火机中,多片串联的压电材料受到敲击,产生很高的电压,通
过尖端放电而点燃(家里的燃气灶同理)。

4、在音乐卡片中是利用集成电路的输出脉冲电压,来激励电片,利用逆压
电效应产生发声的。

生活小知识:。

压电式传感器测量加速度课程方案

压电式传感器测量加速度课程方案
第五章总结与展望
本文研究设计的压电式传感器测量加速度采用了通用的电子元器件,利用压电式传感器,利用单实践,体现出大学生的动手能力。通过查资料和收集有关的文献,培养了自学能力和动手能力。并且有原先的被动接受只是转换为主动寻求只是,这可以收拾学习方法上的一个很大突破。在以往的传统学习模式下,我们可能会记住很多书本知识,但是通过本次设计,我们学会了如何将学到的知识化为自己的东西,学会了怎么良好的处理知识和实践相结合的问题,把握重点,攻克难关,学到用到活学活用。在设计过程中由于时间仓促有很多地方难免存在不足之处,硬件设计已经完成,在调试设计中有些功能还尚未能开发出来。但在以后的设计中,我们会严格要求自己最求完美。
2.
第三章
上图显示了加速度传感器的结构.它具有两块X切向石英晶体,若对畕体施加压力则在中心电极上产生的电荷是叠加的,由环状弹賛施加的机槭顶载必须比预期沿向上方向所施最大加速度力要大。晶体的两外表面与壳罩相连因而处于低电位.此传感器具有0.62pC/g的输出,并在15kHz左右发生最低频率谐振。两晶体的电容仅有几个pF.从而与任一长度的电缆电容相比均可忽略不计。传感器重约250~300 g,可用螺栓固定=加上电缆.若总电容是500 pF.则开路输出电压是
随着现代科技的发展,传感器的应用也越来越重要,无论是那种传感器在今后的生活中一定是必不可少的应用元件。在现代的军事,家电,汽车,都离不开传感器的应用。因此我们要在以后的学习中更加努力,真正学好这门技术。
参考文献
[1]《传感器的理论与设计基础及其应用》单成祥国防工业出版社
[2]《压电式加速度传感器的结构改进与设计》叶伟国沈国伟绍兴文理学院
传感器的实验报告
课题名称:应用压电式传感器测
量加速度的电路设计
班级:05131102

传感器课程设计-- 压力传感器

传感器课程设计-- 压力传感器

摘要压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。

压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号,如应变式,通过弹性元件变形而导致电阻变化;压电式,利用压电效应等。

工业生产控制过程中,压力是一个很重要的参数。

例如,利用测量大气压力来间接测量海拔高度;在工业生产中通过压力参数来判断反应的过程;在气象预测中,测量压力来判断阴雨天气。

因此,压力计的设计拥有广阔的市场前景。

这种压力传感器能比较精确和快速测量,尤能测量动态压力,实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等,因而得到迅速发展和广泛应用。

本课题就是在这样的背景下设计一个简单的数字压力计,使得测量得到的压力能够数码管显示。

关键字:压力、电信号目录一、设计目的------------------------- 1二、设计任务与要求--------------------- 12.1设计任务------------------------- 12.2设计要求------------------------- 1三、设计步骤及原理分析 ----------------- 13.1设计方法------------------------- 1 3.2设计步骤------------------------- 23.3设计原理分析--------------------- 10四、课程设计小结与体会 ---------------- 11五、参考文献------------------------- 12一、设计目的1. 培养综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能提高解决实际问题的能力从而达到巩固、深化所学的知识与技能;2. 培养建立正确的科学思想培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风二、设计任务及要求2.1设计任务1.系统地掌握控制器的开发设计过程相关的电子技术和传感器技术等进行设计任务和功能的描述;2.进行系统设计方案的论证和总体设计;3.从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划分别进行系统的硬件设计和软件设计;4.进行硬件调试软件调试和软硬件的联调2.2设计要求本设计是通过以单片机为主的压力测量系统。

基于压电技术的压力传感器设计

基于压电技术的压力传感器设计

基于压电技术的压力传感器设计压电技术是一种利用压电效应来实现能量转换的技术。

压电效应是指在某些晶体、陶瓷和聚合物材料中,当外加压力或振动力作用于其上时,会产生固有的电荷分布和电势差。

基于这一原理,压电技术可以用来设计、制造各种压力传感器。

压力传感器是一种测量压力大小的装置,常用于工业和科学领域。

基于压电技术的压力传感器具有以下优点:高度灵敏、快速响应、宽压力范围、小体积和低功耗。

因此,压电传感器广泛应用于大气压力、液体压力、气体流量等测量场景中。

一个基于压电技术的压力传感器主要包含两个部分:压电材料和电子测量电路。

压电材料主要负责将外界施加在其上的压力转化为电荷或电势差。

而电子测量电路则负责将该电荷或电位转化为可读取的模拟电信号或数字信号。

当外界施加压力时,压电材料会发生微小的形状变化,从而产生电荷分布和电势差。

通过将压电材料与电子测量电路连接在一起,可以测量到这一电荷或电势差的变化,进而得知压力的大小。

为了提高压力传感器的性能,可以采用多种技术手段。

例如,在压力传感器的设计中,可以选择合适的压电材料,如压电陶瓷、压电聚合物等,以满足不同压力范围的要求。

此外,还可以优化压电材料的几何形状和尺寸,以增加其灵敏度和响应时间。

在电子测量电路的设计中,可以采用模拟电路或数字电路来实现信号的转换和处理。

模拟电路通常使用运放器等器件来放大和滤波信号,从而得到稳定的模拟输出。

数字电路则采用A/D转换器将模拟信号转化为数字信号,并通过微控制器或FPGA进行处理和存储。

总而言之,基于压电技术的压力传感器是一种高性能、可靠的测量装置。

它利用压电效应将外界施加的压力转化为电信号,并通过电子测量电路进行转换和处理。

在今后的发展中,随着压电材料和电子技术的不断进步,压力传感器将在更多领域得到应用,并为我们的生活和工作带来更多便利。

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压电式传感器的应用一:概述传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能, 并使之按照一定规律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置,是新技术革命和信息社会的重要技术基础,是现代科技的开路先锋,美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代,日本则把传感器技术列为十大技术之创立。

压电式传感器是典型的有源传感器。

当压电材料受力作用而变形时,其表面会有电荷产生,从而实现非电量测量。

压电式传感器具有体积小,重量轻,工作频带宽等特点,因此在各种动态力,机械冲击与振动的测量,以及声学,医学,力学,宇航,军事等方面都得到了非常广泛的应用。

本文就压电传感器的工作原理和应用做相关介绍。

二:基本原理压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。

是一种自发电式和机电转换式传感器,它的敏感元件由压电材料制成。

压电材料受力后表面产生电荷。

此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。

压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。

它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。

缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。

三:应用原理压电式传感器的应用原理就是利用压电材料的压电效应这个特性,即当有力作用在压电元件上时,传感器就有电荷输出。

由于外力作用在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存,故需要测量回路具有无限大的输入阻抗,这实际上是不可能的,因此压电式传感器不能用于静态测量。

压电元件作为压电式传感器的核心,在受外力作用时,其受力和变形方式大致有厚度变形、长度变形、体积变形和厚度剪切变形等几种形式。

最常用的是厚度变形的压缩式和剪切变形的剪切式两种,如图1,图2。

压电式传感器本身的阻抗很高,而输出能量较小,为了使压电元件能正常工作,它的测量电路需要接入一个高输入阻抗的前置放大器,主要有两个作用:一是放大压电元件的微弱电信号;二是把高阻抗输入变换为低阻抗输出。

图1厚度变形的压缩式图2环形剪切型3.1压电效应压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。

图3正压电效应图4逆压电效应1、正压电效应当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。

2、负压电效应对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。

用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。

压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。

压电晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。

例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。

3.2压电材料明显呈现压电效应的敏感功能材料叫压电材料。

压电此案料可以分为三大类:压电晶体、压电陶瓷、新型压电材料主要包括半导体和有机高分子压电材料两种。

压电材料的特性参数主要包括:(1)压电常数,它是衡量材料压电效应强弱的参数,直接关系到压电传感器的灵敏度。

(2)弹性常数,它决定压电器件的固有频率和动态特性。

(3)介电常数(4)机电祸合系数(5)电阻,压电材料的绝缘电阻将减少电荷泄露,从而改善压电传感器的低频特性。

(6)居里点:压电材料开始丧失压电性的温度。

石英的压电效应电荷产生机理:石英的化学式为SiO2,在一个晶体单元中,有三个硅离子和六个氧离子,后者是成对的,所以一个和两个交替排列。

图5 石英晶体当没有力作用时,硅离子和氧离子在垂直于晶体Z轴的XY平面上的投影恰好等效为正六边形排列。

这时正负离子正好分布在正六边形的顶角上,呈现电中性。

如果沿X方向压缩,则硅离子1被挤入氧离子2和6之间,而氧离子4被挤入硅离子3和5之间,结果表面A上呈现负电荷,而在表面B上呈现正电荷。

这一现象称为纵向压电效应。

若沿Y方向压缩,硅离子3和氧离子2,以及硅离子5和氧离子6都向内移动同样的数值,故在电极C和D上不呈现电荷,而在表面A和B上,即在X轴的端面上又呈现电荷,但与图b的极性正好相反,这时称为横向压电效应。

从研究的模型同样可以看出:如果是使其伸长而不是压缩时,则电荷的极性正好相反。

总之,石英等单晶体材料是各向异性的物体,在X或Y轴向施力时,在与X轴垂直的面上产生电荷,电场方向与X轴平行,在Z轴方向施力时,不能产生压电效应。

3.3压电传感器测量电路除在校准用的标准压力传感器或高精度压力传感器中采用石英晶体做压电元件外,一般压电式压力传感器的压电元件材料多为压电陶瓷,也有用高分子材料(如聚偏二氟乙稀)或复合材料的合成膜的。

更换压电元件可以改变压力的测量范围;在配用电荷放大器时,可以用将多个压电元件并联的方式提高传感器的灵敏度;在配用电压放大器时,可以用将多个压电元件串联的方式提高传感器的灵敏度。

由于压电式传感器的输出电信号很微弱,通常先把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中,经过阻抗交换以后,方可用一般的放大检波电路再将信号输入到指示仪表或记录器中。

(其中,测量电路的关键在于高阻抗输入的前置放大器。

)前置放大器的作用:一是将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出;二是放大传感器输出的微弱电信号。

前置放大器电路有两种形式:一是用电阻反馈的电压放大器,其输出电压与输入电压(即传感器的输出)成正比;另一种是用带电容板反馈的电荷放大器,其输出电压与输入电荷成正比。

由于电荷放大器电路的电缆长度变化的影响不大,几乎可以忽略不计,故而电荷放大器应用日益广泛。

图6电压等效电路,图7简化电路:其中,u i 为放大器输入电压;a c c c c += ; ; 如果压电传感器受力为F = F msin ωt 则在压电元件上产生的电压为 式中 m u - 压电元件输出电压幅值a m c f u /*d m=d - 压电系数。

而在放大器输入端形成的电压为:iu 的幅值imu 为: 当 时,放大器的输入电压为:电压放大器的功能是将压电传感器的高输出阻抗变为较低阻抗,并将压电式传感器的微弱电压信号放大,因此,也称为阻抗变换器i a i a R R R R R +=tU t C F d u m a ma ωωsin sin =⋅=m a a a i dF C C R j R j u Cj R C j R C j C j R C j R u )(111111++=+++=ωωωωωωω222)(1i c a m im C C C R R F d u +++⋅⋅⋅=ωω1)(>>++i c a C C C R ωF C C C d u ac i i ++≈aa c q u /=图8 电荷放大器如果忽略电阻R a 、Ri 及Rf 的影响,则输入到放大器的电荷量为Q i=Q -Qf,而式中,A 为开环放大系数。

所以有: 故放大器的输出电压为当A>>1,而(1+A)C f>>时,放大器输出电压可以表示为:电荷放大器常作为压电传感器的输入电路,由一个反馈电容Cf 和高增益运算放大器构成。

在电荷放大器中,输出电压Uo 与连接电缆电容Cc 无关,而与电荷量Q 成正比,这是电荷放大器的突出优点,这对信号的测量很方便,因此,电荷放大器被广泛地应用于压电传感器的测量电路中。

四.总结4.1工程中应用 压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。

因此应用领域广泛:电声学,生物医学和工程力学等等。

它能测量发动机里面的内燃压力,也能够应用在军事方面。

它可以测量在膛中枪炮子弹在发射的那一刻,膛压的改变量和所受到的冲击波压力。

它能够测量很小的压力,也能测量大的压力。

由于它的使用寿命长,重量较轻,体积较小,结构简单,因此它所涉及的领域远不止这些。

在建筑物、桥、汽车和飞机等的冲击和震动的测量,也是非常广泛的。

特别在航空领域里,它有着特殊的地位。

玻璃破碎报警器f f f i f C A U A C U A U C U U Q 0000)1()()(+-=--=-=f f a c i C A U A Q C A U A Q C C C A U 000)1(])1([)(++=+--=++-fa c i C A C C C AQ U )1(0++++-=a c i C C C ++fC Q U -=0该报警器利用压电陶瓷对振动敏感的特性来接收玻璃受撞击和破碎时产生的振动波,并以此来触发报警系统发出“抓贼呀—”喊声,可广泛用在保管文物、贵重金饰和其它商品柜台等场合。

电路原理:玻璃破碎报警器的电路见图9。

压电陶瓷片B将碎发的振动信号或响声转换成电信号,这个极其微弱的电信号经过由三极管VT1和VT2构成的直耦式放大器放大后,利用C2从VT2的集电极上取出放大信号,然后经二极管VD1、VD2倍压整流后使VT3导通。

VT3导通后在R4两端产生的压降使单向可控硅VS导通并锁存,于是语言报警喇叭HA通电反复发出“抓贼呀—”喊声。

这时,只有按一下SB,方可解除警报声。

图9 玻璃破碎报警器该装置的电源是由电源变压器T将220V市电降压为12V,经QD全桥整流、C5滤波后供给整机工作。

为了防备交流电中断,还增加了12V电池组。

这样,当电网停止供电时,G自动续接供电,当电网复电后,G自动停止供电,始终让报警电路处于准备状态,十分实用可靠。

元器件选择与制作:HA选用LQ46-88D型语言报警喇叭。

振动传感器B采用HTD27A-1或FT27型压电陶瓷片(正品),并配用薄形塑料谐振腔即可,它对碎发响声与振动很敏感,而对缓慢变化的声响无效。

VS用1A、100V单向可控硅,如MCR 100-1型等。

VT1~VT3均用9014或3DG8型硅NPN三极管,要求β>200。

VD1~VD3用1N4001型硅二极管。

QD用QL-lA/50V整流全桥,亦可用四只1N4001型二极管替代。

T 选用220V/12V、5W电源变压器,要求长时间轻载运行不发热。

G可用普通5号干电池八节串联而成。

RP用WH7型微调电阻器。

R1~R4均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。

C1、C2和C3均用CD11-16V型电解电容器,C4用CT1型瓷介电容器,C5用CD11-25V型电解电容器。

SB用普通常闭型自复位按钮开关,亦可用KWX型微动开关代替。

B在具体安装时,为了迷惑外人,可在玻璃橱窗内帖上一些装饰画或字,将B用强力胶粘贴在装饰画或字上,使人从外面看不出里面安有报警装置,然后用两根细导线将B接至主机上去。

调整RP阻值,可以微调信号放大器的增益,使报警器的灵敏度合乎使用环境要求。

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