压电式传感器测量加速度的课程设计

《传感器应用技术》课程设计

题目应用压电式传感器测量加速度的电

路设计

姓名徐健学号************ 院（系）电子电气工程学院

班级P10电子信息2班

指导教师朱相磊职称教授

二O一二年七月二日

摘要

现代工业和自动化生产过程中，许多的设备都用到传感器，传感器的应用已经普及到很多的生产车间和生活当中。此次设计是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。

本文介绍了一种压电式加速度传感器，利用压电式传感器来测量运动物体的加速度，本设计的操作简单，具有较高的灵敏度，准确的测量加速度。根据不同的测量需要可以进行智能调整，以达到提高性价比的目的。

关键字：压电加速度传感器电荷转换电路放大电路A\D转换电路显示电路

目录

摘要................................................ 目录.................................................. 第一章设计概论......................................

1.1 应用的传感器 ..............................................................................................

1.2课题的目的和意义 ....................................................................................... 第二章整体设计方案...................................

2.1测量的示意图 ...............................................................................................

2.2 设计的原理 ..................................................................................................

2.3方框图 ........................................................................................................... 第三章单元电路设计...................................

3.1 测量电路 ......................................................................................................

3.2 放大电路 ......................................................................................................

3.3 A\D转换电路 ...............................................................................................

3.4 显示电路 ...................................................................................................... 第四章整机电路图.....................................

4.1 整机电路介绍

第五章总结与展望..................................... 参考文献..............................................

第一章设计概论

1.1 应用的传感器

压电传感器是以某种介质（如石英晶体或压电陶瓷、高分子材料）的压电效应为基础而工作的。在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量测量的目的。因此是一种典型的自发电式传感器。压电传感器是力敏感元件，它可以测量最终能变换为力的那些非电物理量，例如，动态力、动态压力、振动加速度等。

1.2课题的目的和意义

通过本次设计，掌握压电式传感器的的工作原理，了解有关压电式传感器的应用，初步掌握压电式传感器测量加速度的调整和测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立理论和实践的结合，了解每个单元电路之间的关系及相互影响。初步掌握压电式传感器测量加速度的调整及测试方法。提高动手能力和排除故障的能力。

第二章整体设计方案

2.1测量的示意图

2.2 设计的原理

压电式加速度传感器属于惯性式传感器，工作原理是以某些物质的压电效应为基础，在加速度计受振时，加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比，可以把被测的非电物理量加速度转化为电量。由于压电式传感器的输出电信号是微弱的电荷，而且传感器本身有很大内阻，故输出能量甚微，这给后接电路带来一定困难。为此，通常器信号选用电荷放大器作为电信号的测量电路。

2.3方框图

第三章 单元电路设计

3.1 测量电路

A\D 转换电

路

测量电路 放大电路

显示电路 控制电路