压电式传传感器玻璃破碎报警器
玻璃破碎探测器原理
玻璃破碎探测器原理介绍玻璃破碎探测器是一种用于检测玻璃破碎的设备，广泛应用于家庭安防系统、商业建筑以及汽车等领域。
本文将详细介绍玻璃破碎探测器的原理及其工作过程。
工作原理玻璃破碎探测器通过感应玻璃碎片的声音或振动来检测玻璃破碎的情况。
它通常由以下几个主要部分组成：声音传感器、信号处理器和触发器。
声音传感器声音传感器是玻璃破碎探测器的核心部件之一。
它能够感知到玻璃破碎时产生的声波，并将声波转化为电信号。
声音传感器通常采用压电传感技术，当玻璃破碎时，声波会使传感器产生压电效应，进而产生电压信号。
信号处理器信号处理器用于处理声音传感器接收到的电信号。
首先，它会将接收到的电信号放大，以增强信号的强度。
接着，信号处理器会进行滤波，去除不相关的噪声信号，只保留与玻璃破碎相关的频率成分。
最后，信号处理器会将处理后的信号发送给触发器进行进一步处理。
触发器触发器是玻璃破碎探测器的控制中心，它负责判断接收到的信号是否符合玻璃破碎的特征，并触发相应的报警或反应。
触发器通常会设置一个阈值，当信号的强度超过该阈值时，触发器会判断为玻璃破碎的情况，并执行相应的操作。
工作过程玻璃破碎探测器的工作过程通常可以分为以下几个步骤：正常状态检测在正常状态下，玻璃破碎探测器会持续监测环境中的声音或振动，并对接收到的信号进行分析和处理。
触发器会判断当前信号是否超过预设的阈值，如果没有超过，则系统继续保持正常工作状态。
玻璃破碎检测当玻璃破碎时，产生的声音或振动会被传感器感应到，并通过信号处理器进行处理。
信号处理器会将处理后的信号传递给触发器。
触发器接收到信号后，首先判断信号是否超过预设的阈值。
如果超过阈值，则触发器判断为玻璃破碎的情况，并执行相应的报警或反应。
报警或反应当触发器判断为玻璃破碎时，玻璃破碎探测器会执行相应的报警或反应机制。
例如，它可以触发警报器发出大声的警报声，同时发送信号给安防系统或相关人员，通知他们发生了玻璃破碎的事件。
压电传感器的应用
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（一）压电式测力传感器
上盖 石英晶片 电极
电极引出
绝缘套
基座
绝缘套
压电式单向测力传感器的结构图
该传感器用于机床动态切削力的测量。
q dF dPS
当外力作用时，它将产生弹性变形，将力传递到石英晶片上。石英晶片采 用xy切型，利用其纵向压电效应，实现力电转换。
接收超声波利用正压电效应，当超声波作用到压电晶片上时，使晶片伸缩，在晶片 的两个界面上产生交变电荷这种电荷被转换成电压经放大后送到测量电路。
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（五）煤气灶电子点火装置
图所示为煤气灶电子点火装置，它是让高压跳火来点燃煤 气。当使用者将开关往里压时，把气阀打开；将开关旋转， 则使弹簧往左压。此时，弹簧有一很大的力撞击压电晶体， 则产生高压放电导致燃烧盘点火。
螺母
压电陶瓷 基座
当传感器受到振动时，质量块将感受与传感
器基座相同的振动，并受到与加速度方向相
反的惯性力：
F ma
该惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为：
压电式加速度传感器结构图
q dF dma
说明电荷量将直接反映加速度的大小。它的灵敏度与压电材料的压电系数 和质量块的质量有关。
为了提高灵敏度，采用压电系数大的压电陶瓷片。也可以。
压电式压力传感器的结构类型很多,与压电式加速度计相比的突出特点是： 它必须通过弹性膜、盒等,把压力收集、转换成力,再传递给压电元件。
3
（二）压电式加速度传感器
结构原理:
质量块
压电陶瓷4和质量块2为环型，通过螺母3对 质量块2预先加载，使之压紧在压电陶瓷上， 电极 测量时传感器基座5与被测对象牢牢地紧固 在一起，输出信号由电极1引出。
玻璃破碎报警器概要
玻璃破碎报警器（陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例.人民邮电出版社1996.2 165～166）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(频率)，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1。
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1 玻瑞破碎报誉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。
R P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。
玻璃碎裂探测器的原理
玻璃碎裂探测器的原理
玻璃碎裂探测器的原理是基于声音传播和声音反射的特性。
当玻璃发生碎裂时，会产生高频的声波。
玻璃碎裂探测器通过感应和分析这些声波来检测玻璃的碎裂情况。
具体来说，玻璃碎裂探测器通常采用了声音传感器或者麦克风来接收环境中的声音信号。
当玻璃碎裂时，碎裂的玻璃片会发出高频的声波。
声音传感器会将这些声波转化为电信号，并通过电路传输给处理器或控制器。
处理器或控制器会对接收到的声音信号进行分析和处理。
它首先会将接收到的声音信号与事先设定的触发阈值进行比较。
当接收到的声音信号超过了设定的触发阈值时，处理器或控制器会判断为玻璃发生碎裂。
此外，玻璃碎裂探测器还可以借助声音反射来确定碎裂的位置。
通过放置多个声音传感器或麦克风，可以根据声音到达不同传感器之间的时间差来计算声音的反射位置。
这种方法可以提高碎裂位置的准确性。
总结起来，玻璃碎裂探测器的原理是通过感应和分析碎裂玻璃片发出的高频声波来检测玻璃的碎裂情况，并利用声音反射来确定碎裂位置。
家用玻璃破碎报警器的电路设计与安装
① 收 稿 日期 ：００—１ ２１ １—１ ８
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作者简介 ：朱细敏（ ９ ０一） 女 ， １８ ， 讲师 ， 硕士研究生 ， 主要从事机电一体化技术 专业 的教学与研究
ＡＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ ；
Ｓ ＭＰ ＮＥ Ｊ ＸＴ：
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第２ ９卷 第 １期
２ １ 年 Ｏ 月 ０１ １
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｉ ｕｉ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒ ｌ ｆ ａ ｓ Ｕ ｉ ｓｙ（ ａ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ． ９ Ｎｏ． １２ １
传出 Ｌ Ｄ发光信号 ， ８ Ｃ １ Ｅ 从 ０ ５ 芯片的 Ｐ ． 传出蜂 １１ 鸣信号 引．
１ 电路 框 图具 体 设 计
根据实 际应 用 背景 ， 选用 主要 为感 受 外 界压 力
３ ８ Ｃ １单 片 机 控 制 程序 设 计 ０５
在基 于 ８ Ｃ １的 单 片 机 控 制 程 序设 计 时 ， ０５ 具
意程序要体现信号的有效传递和延时特性 ． ］ 信 号 的有效 传递 是 指 Ｐ ． ０ ０端 口接 收信 号后 ， Ｐ． １０和 Ｐ ． 端 口有所 反应 ． 时 特性 的实现是 因 １１ 延 为在 此 电路 中 晶振 频 率 为 ６ ＭＨｚ对 应 机 器 周期 为 ，
现代检测技术实例教程4.项目四 压电传感器与超声波传感器
多通道输入电荷放大器
4.1.4 玻璃破碎报警器电路
图4-10 一种玻璃破碎报警器电路
玻璃破碎报警器的电路如图4-10所示。压电陶瓷片B将破碎 发出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—”的喊声。这时，只有按一下 SB，方可解除警报声。 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。
ห้องสมุดไป่ตู้
压电式加速度传感器由压电元件、质量块、预压 弹簧、基座及外壳等组成。如图4-11所示，整个 部件装在外壳内，并用螺栓加以固定。
图4-11 压电式加速度传感器
具体过程：当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时 ，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律， 此惯性力是加速度的函数，即 （4-5） F ma 式中：F——质量块产生的惯性力； m——质量块的质量； a——加速度。 此时惯性力F作用于压电元件上，因而产生电荷q，当传感 器选定后，m为常数，则传感器输出电荷为 q dF dma （4-6） 与加速度a成正比。因此，测得加速度传感器输出的电荷 便可知加速度的大小。
第四章 压电式和超声波式传感器典型应用
学习目标
● 了解压电式和超声波式传感器的工作原理。 ● 学会超声波传感器好坏的检测。
压力传感器-玻璃破碎报警器
自动检测技术项目四玻璃破碎报警器目录一、压力传感器简介 (3)二、压力传感器应用 (4)三、压力传感器应用的具体介绍··5四、玻璃破碎报警器介绍 (6)五、玻璃破碎报警器的原理 (7)六、玻璃破碎报警器的电路图 (7)七、玻璃破碎报警器的分析 (8)八、总结 (9)简介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，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。
另有医用压力传感器。
应用压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域。
1、应用于液压系统压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。
当控制阀芯突然移动时，在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。
在典型的行走机械和工业液压中，如果设计时没有考虑到这样的极端工况，任何压力传感器很快就会被破坏。
需要使用抗冲击的压力传感器，压力传感器实现抗冲击主要有2中方法，一种是换应变式芯片，另一种方法是外接盘管，一般在液压系统中采用第一种方法，主要是因为安装方便。
此外还有一个原因是压力传感器还要承受来自液压泵不间断的压力脉动。
2.应用于安全控制系统压力传感器在安全控制系统中经常应用，主要针对的领域是空压机自身的安全管理系统。
在安全控制领域有很多传感器应用，压力传感器作为一种非常常见的传感器，在安全控制系统中应用也不足为奇。
在安全控制领域应用一般从性能方面来考虑，从价格上的考虑，还有从实际操作的安全性方便性来考虑，实际证明选择压力传感器的效果非常好。
压力传感器利用机械设备的加工技术将一些元件以及信号调节器等装置安装在一块很小的芯片上面。
所以体积小也是它的优点之一，除此之外，价格便宜也是它的另一大优点。
在一定程度上它能够提高系统测试的准确度。
在安全控制系统中，通过在出气口的管道设备中安装压力传感器来在一定程度上控制压缩机带来的压力，这算是一定的保护措施，也是非常有效的控制系统。
玻璃破碎报警器
玻璃破碎报警器摘要：玻璃破碎报警器是在玻璃破碎时发出警报的安保器件，它在我们的日常生活中有着重要的应用，多数防盗系统中都有它的身影，比较常见的是在博物馆、珠宝店等。
利用压电陶瓷片可以制成玻璃破碎入侵探测器，对于高频的玻璃破碎声音进行有效检测可以达到同样目的。
玻璃破碎探测器按照工作原理的不同可以大致分为两类：一类是声控型的单技术玻璃破碎探测器，另一类是双技术型玻璃破碎探测器，其中包括声控-震动型和次声波-玻璃破碎高频声响型。
我们小组所设计的报警器是通过采集玻璃破碎时所发出的高频信号以达到报警的目的。
关键词：玻璃破碎、带通滤波、信号放大器、频率一、硬件选择我们所设计的报警系统是基于麦克风采集玻璃破碎时的高频声音信号，麦克风输出的高频电压信号通过放大器的放大后输入到滤波器中进行滤波，最后将蜂鸣器导通发出声音报警，整个系统由单片机进行控制。
范围内的声音信号，最大工作电压达10V，最小信号噪声比达62dB，输出电压幅值为约为2mV。
其技术参数如表一所示：2、信号放大器选择美国国家半导体公司生产的LH0084集成数字式可编程增益放大器，电源电压为15V，功率为2.5W。
它是将运算放大电路、电阻网络和模拟开关以及译码电路等集成在一起制成的单片集成电路。
如图所示，其输入级是两个匹配的高速FET输入运算放大器A1和A2，通过FET 开关S1A~S4A 和S1B~S4B ，以及高稳定温度补偿网络R1~R7是现对A1和A2的控制。
不同的数字输入控制不同的开关闭合，得到输入级不同的增益。
输出级有运算放大器A3和电阻R8~R15组成，为双端输入单端输出。
LH0084的数字输入、输出端子和放大倍数表如表2所示3、滤波器选择由MAXIM 公司生产的单片集成通用有源滤波器MAX263。
该器件是28脚封装的CMOS 芯片，该芯片内部还有两组2阶电路，各有其独立的始终输入端CLK 。
其中CLKA 与OSCout 课直接跨接晶振，实现内驱动。
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• 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、C3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。
• 玻璃破碎探测器按照工作原理的不同大致分为两大类：一 类是声控型的单技术玻璃破碎探测器，它实际上是一种具 有选频作用（带宽10到15KHz）的具有特殊用途（可将玻 璃破碎时产生的高频信号驱除）的声控报警探测器。另一 类是双技术玻璃破碎探测器，其中包括声控-震动型和次 声波-玻璃破碎高频声响型。声控-震动型是将声控与震动 探测两种技术组合在一起，只有同时探测到玻璃破碎时发 出的高频声音信号和敲击玻璃引起的震动，才输出报警信 号。 次声波-玻璃破碎高频声响双技术探测器是将次声波探测 技术和玻璃破碎高频声响探测技术组合到一起，只有同时 探测敲击玻璃和玻璃破碎时发出的高频声响信号和引起的 次声波信号才触发报警。 玻璃破碎探测器要尽量靠近所要保护的玻璃，尽量远离噪 声干扰源，如尖锐的金属撞击声、铃声、汽笛的啸叫声等， 减少误报警。
压电式传传感器应用
玻璃报警电路
•
利用压电陶瓷片的压电效应（压电陶瓷片在外 力作用下产生扭曲、变形时将会在其表面产生电 荷），可以制成玻璃破碎入侵探测器。对高频的 玻璃破碎声音（10k～15kHZ）进行有效检测， 而对10kHZ以下的声音信号（如说话、走路声） 有较强的抑制作用。玻璃破碎声发射频率的高低、 强度的大小同玻璃厚度、面积有关。
• 玻璃破碎报警器的电路如图1
S B
R 1 4.7K
R 2 4.7K C 2 V3 D V T3 9014 V T2 9014 1u
H A V4 D Q D
V T1 9014
V2 D
C 3 1u V S
C 5 1000u
Q /50V L-1A 12V G
B R Pu
12V T C 1 4.7u
220V
• 压电陶瓷片B将碎发的振动信号或响声转化成电 信号，这个极端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，然后经过二极管VD1 和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， 于是语音报警喇叭HA通电反复发出声音，这时 只要按下SB，方可解除警报声。