文档介绍：中文摘要
压电加速度传感器测量电路的研究与设计
摘要
现代工业和自动化生产过程中,非电物理量的测量和控制技术会涉及大量的
动态测试问题。所谓动态测试是指量的瞬时值以及它随时间而变化的值的确定,
也就是被测量为变量的连续测量过程。它以动态信号为特征,研究了测试系统的
动态特性问题。而动态测试中振动和冲击的精确测量又显得尤其重要。振动与冲
击测量的核心是传感器,对于冲击和振动信号的获取,最常见的是用压电加速度
传感器。世界各国作为量值传递标准的高频和中频振动基准的标准加速度传感器
就是压电式加速度传感器。由此可见,质量优良的压电加速度传感器在精度、长
时间稳定性等方面都是有独到之处的。压电加速度传感器可以看作是一个能产生
电荷的高内阻发电元件。但是此电荷量很小,不能用一般的测量电路来进行测量,
因为一般的测量电路的输入阻抗总是较小的,压电片上的电荷通过测量电路时会
被输入电阻迅速泄漏引入测量误差,影响测量效果。如果压电加速度传感器没有
与之配套的测量电路一起配合使用,那么压电加速度传感器的广泛应用就会受到
非常大的限制。因此,与之配套的测量电路的研究及其硬件实现就显得非常重要。
目前最常用的压电加速度传感器的测量电路就是电荷放大器,它能得到与输入电
荷成比例的电压输出。它的特点之一就是使传感器的灵敏度和电缆长度无关,电
缆可长达几千米,而在被测对象附近只有一个小的传感器。这对使用者来说非常
方便。但是现在的电荷放大器电路都比较复杂,机器价格都比较高,性价比不是
很理想,这些因素都严重影响了压电加速度传感器的广泛使用,所以研制一种性
价比较高的、实用的电荷放大器就非常的有必要。本文针对上述情况,对传感器
的测量电路做了深入的研究工作,分析了各种测量电路的特点,提出采用一种集
成芯片来取代大量分离元件实现电荷转换电路的设想,通过实验验证本设计的可
行性和可靠性,对存在的干扰信号做了细致的理论分析,并采取相关办法进行解
决,最后和标准电荷放大器的性能进行对比。实验结果表明本设计是可行的。
关键词压电加速度传感器测量电路电荷放大器
英文摘要

勿
英文摘要
图表清单
图表清单
图一测试系统的组成⋯⋯,,,,,,,⋯⋯卜⋯⋯‘,⋯⋯
图压电加速度传感器动态测量系统⋯⋯,二,⋯⋯,,⋯⋯
图电桥电路⋯⋯,二,,⋯⋯,⋯⋯卜
图四个桥臂同时工作的直流电桥⋯⋯‘
图两个相邻臂工作的电桥⋯,,⋯⋯,,,⋯⋯,⋯,,⋯,⋯
图两个相对臂工作的电桥,⋯,⋯⋯,⋯,,⋯⋯,,,,二,
图变压器式电桥电路二,⋯⋯,⋯⋯,,⋯,⋯,⋯
图紧祸合电感臂电桥⋯⋯,⋯⋯,⋯⋯,⋯
图紧祸合电感臂四端网络和型网路⋯,⋯⋯,⋯,⋯⋯
图紧祸合电感臂等效电路,⋯⋯,⋯⋯,,,⋯⋯
图电容式传感器的等效电路⋯⋯,⋯,⋯⋯
图双二极管交流电桥⋯⋯,⋯⋯
图双二极管电桥等效电路⋯⋯二
图运算放大器式电路二,⋯⋯⋯⋯
图调频一鉴频电路原理图⋯⋯,二⋯⋯
图晶体的压电效应⋯⋯
图压电加速度传感器原理图,二,,⋯⋯‘⋯⋯
图作用于压电元件两边的力⋯⋯一
图压电加速度传感器的等效电路⋯,二
图一压电加速度传感器测试系统等效电路⋯
图一压电加速度传感器简化电路,⋯⋯,,⋯
图一简化后的压电加速度传感器电压等效电路⋯⋯,二,,,⋯,⋯
图一电荷放大器示意图⋯,二,⋯⋯,⋯⋯‘,⋯⋯
图传感器与电荷放大器连接的等效电路图二,⋯,⋯,⋯⋯,⋯
图电荷放大器电压源实际等效测量电路,,⋯⋯‘⋯‘⋯,⋯,
图电荷放大器等效电路图,⋯⋯,⋯⋯,,二
图输入电缆影响的等效电路⋯,⋯⋯、,⋯,⋯⋯,二
图电荷放大器框图,⋯,⋯,⋯⋯“,⋯⋯,二,⋯⋯
图表清单
图电荷转换部分电路⋯⋯,二,⋯⋯‘⋯⋯‘
图干扰源等效电路图,二,⋯⋯,⋯⋯,,,二
图适调放大电路原理⋯⋯,⋯⋯,二,
图电荷转换电路及适调放大电路⋯⋯⋯⋯‘
图有源滤波电路原理图⋯⋯,⋯⋯,
图无源滤波器原理图⋯⋯,⋯⋯,二,⋯,
图有源滤波器电流回路图⋯⋯,,⋯,⋯,,
图高通滤波和同相放大电路原理图
图过载指示电路原理图⋯,⋯⋯,,,,,二,,二,,⋯,,二,,⋯,,二
图过载电路输出特性⋯,⋯,,⋯,,⋯,,⋯⋯,⋯,⋯,,⋯,,⋯
图稳压电源电路⋯,二,,,二,,⋯⋯,二,,⋯,,,二,⋯,,二,
图本电荷放大器的主要电路⋯⋯,,
图和的接口电路图
图一实验装置框图⋯⋯一
图实验波形和标准电荷放大器输出波形⋯⋯,⋯一
图一有工频干扰下的信号频谱
图标准电荷