传感器课程设计压电式加速度传感器设计.docVIP

课 程 设 计 说 明 书 题目： 压电式加速度传感器的设计 学院（系）： 电气工程学院 课程设计（论文）任务书 院（系）： 电气工程学院 基层教学单位： 自动化仪表系 学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 压电式加速度传感器的设计 设 计 技 术 参 数 1测量范围? 2输出电压0-10V? 3线性度? 4灵敏度? 5精度 设 计 要 求 1学习电路仿真软件Circuit Design Suite10.0; 2设计与仿真调试各种传感器转换电路； 3设计电荷放大器电路； 4电荷放大器电路焊接调试； 5撰写报告、完成答辩。 工 作 量 第17-19周（完成资料查阅、方案设计、电路仿真、硬件调试、测试及误差分析等内容） 工 作 计 划 设计时间共10天。 第1-2天 资料查阅(图书馆及网络)；理论工作原理学习。 第3-4天 设计方案制定。 第5-6天 电路仿真，各器件选型。 第7-8 传感器转换电路调试。 第9-10天 撰写报告，完成答辩。 参 考 资 料 张玉龙等.传感器电路设计手册.中国计量出版社.1989年 李科杰等.新编传感器技术手册.国防工业出版社.2002年 吴桂秀.传感器应用制作入门.浙江科学技术出版社.2004年 杨宝清，孙宝元. 传感器及其应用手册. 2004年 单成祥. 传感器的理论与设计基础及其应用. 国防工业出版社. 1999年 殷淑英. 传感器应用技术.冶金工业出版社.2008年 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。 目录示例 目 录 第1章 摘要…………………………………………………………………………………1 第2章 引言…………………………………………………………………………………2 第3章 电路仿真及准备作…………………………………………………………………3 第4章 压电式加速度传感器的参数设计及计算………………………………………12 4.1 结构设计…………………………………………………………………………12 4.2 电容设计与计算…………………………………………………………………12 4.3 其他参数的计算 …………………………………………………………………12 第5章 误差分析 …………………………………………………………………………13 第6章 结论 ………………………………………………………………………………14 心得体会 ……………………………………………………………………………………14 参考文献 ……………………………………………………………………………………15  第一章 摘要 传感器是一门集合多种科学技术的科学，它利用各种原理如光电效应、压电效应,等等的原理，来根据被测物体的变化来反映待测量的变化的科学。传感器是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。现代测量、控制与自动化技术的飞速发展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。传感器的使用也越来普遍，在当今社会里起到了很大的作用，与此同时传感器的技术要求也在不断提高，对传感器的设计，性能，功能提出了更高的要求，显而易见传感器在以后的社会发展中将会起到越来越重要的作用。? 压电式传感器是基于压电效应的传感器。压电效应是一种能实现机械能与电能相互转换的效应，当有力作用于压电元件上时，压电元件会产生电荷，传感器中利用电荷放大电路，将电荷的变化表现到电压的变化，从而来确定待测物体的运动状态。经过一定转换电路来实现我们所需要的测量的输出。压电式传感器的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。  第二章 引言 压电式传感器是基于压电效应的传感器，就要求必须将电荷的变化通过电路来表现出来，这就要求将电荷的变化转换成电路中电流的变化或者电压的变化，此时必须用到电荷放大电路来实现。电荷放大电路是压电传感器的核心电路，它将电荷的变化转换电压的变化，从而实现了测量的意义，可以根据电压的变化来判断被测物体的变化或者运动状态。 电荷放大器能将高内阻的电荷源转换成低内阻的电压源，而且输出电压正比于输入电荷。它实际上是一种具有深度反馈的高增益放大器，输出电压只与输入电荷量和反馈电容有关，而与放大器的增益的变化以及电缆电容无关。由于反馈电容与输出电压反比，因此要达到一定的灵敏度要求，必须选择适当容量的反馈电容。使用电荷放大