【正文】 本次研究設(shè)計(jì)的壓電式 加速度傳感器采用了通用電子元件，利用壓電式傳感器，三運(yùn)放高共模抑制比放大電路，反相器，二階低通濾波電路實(shí)現(xiàn)加速度上限壓力傳感器報(bào)警器功能。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 第 4 章 調(diào)試與仿真 本次 設(shè)計(jì)電路圖運(yùn) 用目前比較流行的 Protel 99 SE，因此仿真也使用該軟件，其具備仿真功能。 23467U1C L C 40223467U2C L C 402R11KR21KR42KR32K23467U3C L C 402R520KR620KV3+ 12VV4+ 12VV5+ 12Vu0R01Ku1V 11 12VV 12 12VV 13 12V 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 23467U5C L C 4 0 2R72KR9 2KR81KV8+ 1 2 VV 2 0 1 2 Vu1u2 圖 低通濾波電路 壓電加速度傳感器是一個(gè)弱阻尼的振動(dòng)系統(tǒng) ,因此它的幅頻特性的高頻段有 一個(gè)很高的共振峰 ,此峰值嚴(yán)重地引起了高頻噪聲 ,并對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生失真和干擾。由以上分析可以通過(guò)壓電式加速度傳感器跟電荷放大器組成測(cè)量系統(tǒng)而測(cè)得振動(dòng)的加速度。由于壓電式傳感器的輸出電信號(hào)是微弱的電荷，而且傳感器本身有很大內(nèi)阻，故輸出能量甚微，這給后接電路帶來(lái)一定困難。現(xiàn)在最常用的壓電加速 度傳感器的測(cè)量電路就是電荷放大器，所謂電荷放大器是負(fù)反饋放大器的一種， 傳感器 測(cè)量電路 指示儀器 記錄儀器 數(shù)據(jù)處理儀器 加速度傳感器 電荷放大器 記錄器 數(shù)據(jù)處理器 校準(zhǔn)設(shè)備 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 能得到與輸入電荷成比例的電壓輸出。它獲得信息的正 確與否，直接影響到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量效果。設(shè)計(jì)放大濾波和輸出控制電路等信號(hào)處理電路； 進(jìn)行電路仿真；或進(jìn)行電路板焊接，電路板完成后采用萬(wàn)用表檢測(cè)輸出電壓值即可。設(shè)計(jì)放大濾波和輸出控制電路等信號(hào)處理電路。世界各國(guó)作為量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)的高頻和中頻振動(dòng)基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器就是壓電式加速度傳感器。 可以說(shuō)測(cè)試技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)水平的高低是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志，科學(xué)技術(shù)上很多新的發(fā)現(xiàn)和突破，都是以實(shí)驗(yàn)測(cè)試為基礎(chǔ)的。 原本用于加速度上限報(bào)警器的 傳感 器也進(jìn)入了人們的生活安全保障中 ,在保護(hù)各方面安全工作中起著至關(guān)重要的作用。 ，撰寫、打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000 字以上。 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 信號(hào)變換綜合設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文） 題目： 加速度上限報(bào)警電路設(shè)計(jì) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ) 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：測(cè)控技術(shù)與儀器 注：成績(jī)：平時(shí) 40% 論文質(zhì)量 40% 答辯 20% 以百分制計(jì)算 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 測(cè)控 102班 設(shè)計(jì)題目 加速度上限報(bào)警電路設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù)： 采用加速度傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警電路，可應(yīng)用于閘門、生產(chǎn)機(jī)械等環(huán)境報(bào)警等。 工作計(jì)劃 布置任務(wù)，查閱資料，理解掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 本次設(shè)計(jì)的加速度上限報(bào)警器能夠應(yīng)用于閘門、生產(chǎn)機(jī)械等環(huán)境報(bào)警等。 現(xiàn)代工業(yè)和自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，非電物理量的測(cè)量和控制技術(shù)會(huì)涉及大量的動(dòng)態(tài)測(cè)試問(wèn)題。 由此可見(jiàn)，質(zhì)量?jī)?yōu)良的壓電加速度傳感器在精度、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性等方面都是有獨(dú)到之處的。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 方案論證 任務(wù)分析 針對(duì)任務(wù)要求：采用加速度傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警電路，可應(yīng)用于閘門、生產(chǎn)機(jī)械等環(huán)境報(bào)警等。所以采用第一種方案。測(cè)量電路的作用是把傳感器的輸 出變量變成易于處理的電壓或電流信號(hào)，使信號(hào)能在指示儀上顯示或在記錄儀中 記錄。它的特點(diǎn)之一就是使傳感器的靈敏度和電 纜長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，電纜可長(zhǎng)達(dá)幾千米，而在被測(cè)對(duì)象附近只有一個(gè)小的傳感器。為此，通常器信號(hào)選用電荷放大器作為電信號(hào)的測(cè)量電路。 圖 所示電路是目前廣泛應(yīng)用的三運(yùn)放高共模抑制比放大電路。為此 ,需在放大器中采用低通濾波器 ,以補(bǔ)償傳感器引起的高頻幅頻特性 .另外 ,在某些振動(dòng)測(cè)試 中 ,電荷放大器的通頻帶有時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際的需要 ,而無(wú)用的高頻帶的存在對(duì)低頻測(cè)試只會(huì)帶來(lái)壞的影響 ,所以在系統(tǒng)中就非常有必要采用低通濾波器 ,他只能讓低頻交流分量通過(guò) ,使無(wú)用的高頻分量受到較大的衰減。運(yùn)用 其參數(shù)掃描分析功能可以方便的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)到電壓的變化造成電路的變化。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我們也進(jìn)一步熟悉電荷放大，二階濾波電路的原理與特點(diǎn)，同時(shí)也基本掌握了如何用用濾波電路來(lái)濾除干擾信號(hào)。第三，遇到困難要冷靜，要多 想解決辦法，多嘗試。 R12， R13 構(gòu)成低通濾波器的增益部分，由于傳感器輸出的電壓幅值已經(jīng)足夠大了，故設(shè)置增益為 1，選用的 R12 為 100KΩ， R13 為 10Ω，由式（ 314）知，增益近似為 1。 反相器 反相放大電路的基本形式