PVDF壓電傳感器信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)

壓電傳感器

壓電傳感器

引言旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向閉環(huán)鉆井技術(shù)是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)尖端自動(dòng)化鉆井技術(shù),它將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)揉合于鉆井工具,代表了當(dāng)今世界鉆井技術(shù)發(fā)展的最高水平。對(duì)于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的理論研究,國(guó)外從80年代末期就開始了,鉆井科學(xué)家研制一些

評(píng)述了光纖電壓傳感器研究的現(xiàn)狀,對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì),分析了光纖電壓傳感器的檢測(cè)原理及系統(tǒng)構(gòu)成、信號(hào)調(diào)理電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和光纖收發(fā)模塊原理.

第4章常用傳感器及典型 調(diào)理電路設(shè)計(jì) 4.1傳感器概述 1.傳感器的定義 能感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用 輸出信號(hào)的器件或裝置。 傳感器處于測(cè)量系統(tǒng)的最前端，起著獲取信息與轉(zhuǎn)換 信息的重要作用。 傳感器對(duì)規(guī)定的被測(cè)量具有最大的靈敏度和最好的選 擇性。 2.傳感器的分類： 按被測(cè)量的性質(zhì)分類 機(jī)械量位移、力、速度、加速度、重量等； 熱工量溫度、壓力、流量、液位、物位、流速等； 化學(xué)量濃度、粘度、濕度、氣體的組分、液體的組分等； 光學(xué)量光強(qiáng)、光通量、輻射能量等； 生物量血糖、血壓、酶等； 按輸出量的性質(zhì)分類 電參數(shù)型傳感器：輸出量為電參量，如電阻式、電感式和電容式 電量型傳感器：輸出量為電量，如熱電式、壓電式、磁電式等。 按能量關(guān)系分類 能量轉(zhuǎn)換型如熱電偶、光電池等。 能量控制型如r、l、c電參數(shù)型傳感器。 4.2熱電阻型溫度傳感器及其調(diào)理電路 4.2.1熱

傳感器設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵。結(jié)合仿真與實(shí)驗(yàn)研究遠(yuǎn)場(chǎng)渦流傳感器與信號(hào)調(diào)理電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法:采用電磁屏蔽、磁路,以縮短探頭長(zhǎng)度、增強(qiáng)檢測(cè)信號(hào);采用組合濾波與正交鎖相放大電路,以增強(qiáng)微小缺陷的檢測(cè)能力;采用同態(tài)濾波以及誤差修正等數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),以提高檢測(cè)結(jié)果可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,上述方法對(duì)于提高系統(tǒng)性能行之有效。

論文介紹了電磁流量計(jì)的信號(hào)調(diào)理電路,它是高精度電磁流量計(jì)的關(guān)鍵部分。詳細(xì)闡述了儀用放大器,低通濾波電路和信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì),說(shuō)明了根據(jù)要求所設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)及功能。并且突出了低功耗設(shè)計(jì)。

本文給出一種基于壓電傳感器的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,為消除信號(hào)處理電路對(duì)振動(dòng)信號(hào)頻率特性的影響,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)處理電路頻率特性建模方法,根據(jù)該模型對(duì)測(cè)量通道進(jìn)行在線補(bǔ)償,大大提高了信號(hào)測(cè)量的精度。

瞬變電磁法是目前地球物理勘探領(lǐng)域里一種新興的測(cè)量方法。它是在一次場(chǎng)衰減完之后觀測(cè)二次場(chǎng)的時(shí)間域的勘探方法,然而其響應(yīng)信號(hào)非常微弱,這就對(duì)調(diào)理電路的要求非常高。設(shè)計(jì)了一種能夠放大有用信號(hào)、同時(shí)抑制噪聲信號(hào)的調(diào)理電路。電路由前置放大電路、濾波電路和中間級(jí)放大電路組成。電路中,不僅通過(guò)選用合適的濾波電路來(lái)提高精度以及截止頻率的穩(wěn)定性,還通過(guò)制作良好的pcb和選擇高精度器件來(lái)降低噪聲的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn),證明了調(diào)理電路的整體性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,從而方便了信號(hào)的后續(xù)處理。

雨天動(dòng)水壓力的存在,不僅造成瀝青路面易于出現(xiàn)水損害,加快路面使用性能衰減,而且影響到汽車行駛安全,準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)水壓力數(shù)值的大小是研究其危害的有效途徑。介紹壓電傳感器的基本原理?；趬弘妭鞲邢到y(tǒng)能夠保證對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)壓電數(shù)據(jù)的連續(xù)采集,通過(guò)自制的壓電傳感器和設(shè)計(jì)的標(biāo)定與實(shí)驗(yàn)方案來(lái)分析實(shí)時(shí)采集的動(dòng)態(tài)壓電數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明:動(dòng)水壓力數(shù)值隨著車速的增大而增加,車速為96km/h時(shí),動(dòng)水壓力達(dá)到0.35mpa,壓電傳感器在測(cè)量動(dòng)水壓力中的應(yīng)用將有助于解決或減輕瀝青路面的水損害。

針對(duì)陣列聲波測(cè)井儀高溫、高噪聲的作業(yè)環(huán)境,采用模擬濾波、低噪聲設(shè)計(jì)和優(yōu)化的布局布線等技術(shù)設(shè)計(jì)陣列聲波信號(hào)調(diào)理電路,以實(shí)現(xiàn)波形模式選擇、程控增益放大、可選頻帶帶通濾波等功能。為抑制高頻噪聲干擾以及降低電路自身的噪聲影響,著重分析和設(shè)計(jì)了低噪聲前置預(yù)放大電路和可選頻帶帶通濾波器。實(shí)踐表明,該調(diào)理電路噪聲小,有較強(qiáng)的噪聲抑制能力,通道間波形一致性較好,能在高溫環(huán)境下穩(wěn)定可靠地工作。

傳感器信號(hào)處理電路

液位傳感器信號(hào)電路 在液位傳感器的開發(fā)應(yīng)用中，常常會(huì)遇到所需的變送器的輸出與已有的變 送器的輸出不同，或用戶已有的變送器的輸出不能滿足新的需求，這就需要改 變變送器原來(lái)的輸出，為了滿足多種客戶的需求，就需有多種輸出的變送器。 例如：作為二型表，標(biāo)準(zhǔn)輸出多為0～10ma,或0～10v，而目前應(yīng)用的三型表， 卻是4～20ma或1～5v的，它們之間如何變換，是我們必須解決的問(wèn)題。 1、溫度漂移的處理 傳感器的溫度漂移可分為零點(diǎn)溫度漂移和靈敏度溫度漂移。零點(diǎn)溫漂即傳感 器不受壓時(shí)的輸出由溫度變化引起的漂移，在傳感器的應(yīng)用中，經(jīng)常用恒流供 電，零點(diǎn)及其溫漂的補(bǔ)償方法可用電阻串并聯(lián)法。 流供電橋路的傳感器，液位傳感器靈敏度溫度補(bǔ)償通常采用的電路如圖2所 示。其中r的網(wǎng)路中rt為溫度系數(shù)與靈敏度溫漂同向的熱敏電阻， rs、rp、rz為溫度系數(shù)可忽略的電阻，用來(lái)調(diào)整rt的溫度

收稿日期:2010-09-27 基金項(xiàng)目:甘肅省科技廳自然基金項(xiàng)目(0803rjza099) 氣體傳感器靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 馬宏偉,陳小通,祁昌禹,張紅霞,李工農(nóng),韓根亮 (甘肅省科學(xué)院傳感技術(shù)研究所,甘肅,蘭州730000) 摘要:研究了一種氣體傳感器靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)原理和測(cè)量方法.采用匹配電阻串聯(lián)分 壓的測(cè)試原理和微處理器程序控制技術(shù),設(shè)計(jì)了匹配電阻自動(dòng)切換電路和高精度工作電源、加熱電 源電路.提高了系統(tǒng)測(cè)試精度和測(cè)試范圍.系統(tǒng)測(cè)試電路簡(jiǎn)單可靠;電源電壓連續(xù)可調(diào),可適應(yīng)不同 種類氣體傳感器的測(cè)試需求. 關(guān)鍵詞:氣體傳感器;匹配電阻;電阻分壓法;多路測(cè)試 中圖分類號(hào):tp206+.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:a文章編號(hào):1004-0366(2010)04-0124-05 thecircuit

過(guò)套管電阻率測(cè)井響應(yīng)信號(hào)極其微弱,對(duì)前置放大電路的設(shè)計(jì)要求極高。設(shè)計(jì)了一種能夠放大有用信號(hào),同時(shí)抑制噪聲的信號(hào)調(diào)理電路。給出了低噪聲電源電路、低噪聲前置放大器電路、濾波電路和中間級(jí)放大電路的原理及實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)器件選擇和良好的pcb設(shè)計(jì)降低了噪聲的影響。采用了二階巴特沃斯濾波器電路,使濾波器的截止頻率穩(wěn)定,并具有較高的精度。實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明,該調(diào)理電路的整體性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

針對(duì)聲學(xué)靶裝置中采用的一種激波傳感器,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換、處理電路,該信號(hào)處理電路由電荷放大電路和濾波電路組成。采用運(yùn)算放大器opa604設(shè)計(jì)了電荷放大電路,信號(hào)濾波電路采用集成有源濾波器uaf42進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)彈測(cè)試驗(yàn)證,利用該信號(hào)處理電路,得到了較好的彈丸激波壓力波形。

管道泄漏檢測(cè)的可靠性主要取決于泄漏信號(hào)的信噪比,泄漏信號(hào)信噪比的提高主要由傳感器和對(duì)信號(hào)的處理方法決定。在定量分析的基礎(chǔ)上,得出了基于壓電傳感器的管道泄漏檢測(cè)方法具有比基于壓力傳感器的負(fù)壓波法更高的泄漏信號(hào)信噪比。通過(guò)信號(hào)分析,論證了平滑濾波對(duì)于提高泄漏信號(hào)信噪比的必要性,提出了用區(qū)間信號(hào)能量來(lái)突出泄漏信號(hào)的方法。分析比較了實(shí)際檢測(cè)信號(hào)幅值、區(qū)間信號(hào)能量和區(qū)間信號(hào)平均能量的平方3種方法下泄漏信號(hào)的信噪比,提出了用基于區(qū)間信號(hào)平均能量平方的順序能量比率法進(jìn)行管道泄漏信號(hào)識(shí)別的方法。結(jié)果表明該方法可以極大地提高泄漏信號(hào)信噪比和泄漏檢測(cè)可靠性。

詳細(xì)介紹了壓力傳感器混合信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì),使用經(jīng)典的三運(yùn)放方式組成儀表放大電路,實(shí)現(xiàn)了模擬量的放大輸出及歸一化,采用二階有源濾波電路抑制噪聲的干擾,使用avr單片機(jī)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣處理并控制開關(guān)量的輸出,采用數(shù)字濾波、開關(guān)量閾值等方法保證控制的精度。設(shè)計(jì)了上位機(jī)的通訊軟件,使用rs232通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)設(shè)定。設(shè)計(jì)電路模擬量輸出為0.5~4.8v,輸出紋波小于20mv,可以實(shí)現(xiàn)多路開關(guān)量的控制,控制的壓力閾值為20kpa.

在飛行器地面試驗(yàn)中,新型icp脈動(dòng)壓力傳感器常用來(lái)測(cè)量飛行器與發(fā)射筒之間的關(guān)鍵位置表面由于空氣脈動(dòng)產(chǎn)生的脈動(dòng)壓力參數(shù);icp脈動(dòng)壓力傳感器工作時(shí)需要恒流源供電,同時(shí)其輸出信號(hào)不能滿足大多數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片對(duì)于輸入電壓的要求,針對(duì)以上問(wèn)題,提出了一種基于新型icp脈動(dòng)壓力傳感器的信號(hào)調(diào)理電路,并詳細(xì)介紹了電源電路、脈動(dòng)壓力信號(hào)調(diào)理電路等模塊的設(shè)計(jì)原理和方法;測(cè)試結(jié)果表明該設(shè)計(jì)能夠滿足新型icp脈動(dòng)壓力傳感器3.4ma恒流源供電需求,并且能準(zhǔn)確地將其輸出電壓信號(hào)調(diào)理為0.366~2.13v,符合ad7667轉(zhuǎn)換范圍要求,同時(shí)能有效地濾除信號(hào)中混入的9.6khz以上的高頻噪聲以及橢圓型高階低通濾波器自身引入的開關(guān)噪聲;該信號(hào)調(diào)理電路可靠性高,已經(jīng)成功應(yīng)用于飛行器地面發(fā)射試驗(yàn)中。

基于壓電傳感器ac192設(shè)計(jì)了一種信號(hào)讀取電路,用于橋梁道路以及機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)控與檢測(cè)。該信號(hào)讀取電路主要用于壓電傳感器振動(dòng)時(shí)微弱信號(hào)的檢測(cè),轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)前進(jìn)行濾波轉(zhuǎn)換信號(hào)的調(diào)理等利用mcu控制多路復(fù)用開關(guān)解決了系統(tǒng)多頻段場(chǎng)合使用問(wèn)題,用加入高通偏置電壓方法實(shí)現(xiàn)了單電源供電高通有源濾波,從而使整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。該電路經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用檢測(cè),符合現(xiàn)場(chǎng)診斷要求。

為了提高壓電傳感器的固有頻率,減小傳感器的體積,采用高輸入阻抗的儀表放大器,設(shè)計(jì)研究了用于壓電傳感器的放大電路,通過(guò)改變放大電路輸入回路偏置電阻的電阻值,得到了比常規(guī)方法更加簡(jiǎn)單、有效的簡(jiǎn)單放大電路,實(shí)現(xiàn)了小體積下的一體化壓電傳感器較好的頻率響應(yīng)和良好的線性度。

該文闡述了專門針對(duì)壓力傳感器的信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)。本論文從誤差分析,力傳感器的選定和放大電路的設(shè)計(jì)三個(gè)方面闡述該電路設(shè)計(jì)思路,重點(diǎn)闡述了放大電路部分的設(shè)計(jì)過(guò)程,參數(shù)計(jì)算、誤差及溫漂控制,對(duì)部分電路進(jìn)行了系統(tǒng)仿真,仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)方案工作穩(wěn)定可靠、噪聲小,抗干擾能力強(qiáng),能保證該信號(hào)達(dá)到后續(xù)電路的接收要求。