文档介绍：资料
燕山大学
课程设计说明书
题目:基于压电加速度计的速度测量信号调理电路设计
学院:电气工程学院
年级专业:
学号:
学生姓名:
指导教师:
教师职称:
燕山大学课程设计(论文)任务书
院(系):电气工程学院基层教学单位: 仪器科学与工程系
学号
学生姓名
专业(班级)
设计
题目
基于压电加速度计的速度测量信号调理电路设计
设
计
技
术
参
数
压电加速度计的输出信号是加速度信号,将加速度信号积分后,会得到速度信号。设计一种加速度信号调理电路,将加速度信号转换为速度信号。用0--10米/秒的速度信号。
设
计
要
求
1:完成题目的理论设计模型;
2:完成电路的multisim仿真;
工
作
量
1:完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果);
2:提交一份电路原理图;
工
作
计
划
周一,查阅资料;
周二到周四,理论设计及计算机仿真;
周五,撰写设计说明书;
参
考
资
料
1:基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计
2:模拟电子技术;
3:电路理论
4:数字电子技术
指导教师签字
基层教学单位主任签字
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。
2011年6月18日
目录
第1章摘要…………………………………………………………………………………4
第2章引言…………………………………………………………………………………4
第3章电路结构分析………………………………………………………………… 5
基本原理分析………………………………………………………………………5
电荷放大电路分析……………………………………………………………… 6
积分电路分析…………………………………………………………………… 8
第4章参数设计及运算………………………………………………………………… 9
第5章 Multisim仿真分析……………………………………………………………… 11
第6章误差分析………………………………………………………………………… 12
第7章心得体会…………………………………………………………………………13
参考文献………………………………………………………………………………… 14
摘要
本课程设计基于压电加速度计,电荷放大电路和积分电路组成测量系统,模块化的设计了速度测量和信号调理电路,并对调理电路进行了仿真实验。设计和仿真结果表明:压电加速度计,电荷放大电路和积分电路的正确的配接,能实时、准确地处理信号,能实现精确测量速度的目的。
引言
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失。由于随着应力的变化电场变化微小,所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。近年来,由于线性集成运算放大器的飞速发展,出现了一些输入阻抗很高的器件,因为集成运算放大器构成的电荷放大器便有良好的基础和发展前景。由于积分电路主要用于波形变换、可以将加速度信号转换为速度信号,所以本课题巧妙的把积分电路加到设计中。
电路结构设计
总体设计框图如下所示:
基本原理分析
压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。它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。本文设计了压电加速度计的速度测量信号调理电路。通过压电加速度计,电荷放大电路和积分电路组成的测量系统进行速度测量,由于压电加速度计的输出信号是加速度信号,所以需要对加速度信号设计信号调理电路,将加速度信号转换为速度信号,下面选择积分电路作为加速度信号的调理电路。最后按设计的要求,用0--10米/秒的速度信号。

电荷放大电路分析
荷放大器实质上是一个负反馈放大器,它能够得到与输入电荷成比例的电压输出, 将压电加速度计产生高内阻的电荷信号转换为一个低内阻的电压源。因此,电荷放大器同样也起着阻抗变换的作用。理想情况下,这部分电路的输入阻抗应该无穷大.。电荷放大器的输出电压基本上不随输入连接电缆的分布电容而变化,鉴于它的特点这里选择电荷电荷放大器。