發(fā)布時間：2017-04-13 07:08

  本文關(guān)鍵詞：新型電荷放大器設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 現(xiàn)代工業(yè)和自動化生產(chǎn)過程中,設(shè)備的沖擊和振動信號通常采用壓電加速度傳感器來獲取,然后需經(jīng)電荷放大器對傳感器輸出的電荷信號進(jìn)行電荷-電壓轉(zhuǎn)換,方可用于后續(xù)的放大、處理,因此電荷放大器是必不可少的二次儀表。但是傳統(tǒng)的的電荷放大器電路設(shè)計復(fù)雜、價格較高、性價比不理想,嚴(yán)重影響了壓電加速度傳感器的廣泛使用,所以研制一種性價比較高的、實(shí)用的電荷放大器非常有必要。 本文在詳細(xì)分析傳統(tǒng)電荷放大器若干設(shè)計難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對電荷放大器的整體電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,采用了高精度的測量放大集成芯片來實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)換。為了提高測量精度,同時能夠有效地抑制干擾信號,電路中引入了單片機(jī),實(shí)現(xiàn)了對放大器增益的數(shù)字化控制,并且設(shè)計了抗混疊濾波電路,使得電路的輸出效果更加理想。本文主體分為兩大部分:模擬電路設(shè)計和智能控制設(shè)計。模擬電路設(shè)計主要包括電荷轉(zhuǎn)換電路、歸一電路、抗混疊濾波電路等。智能控制設(shè)計是基于89C52單片機(jī)的控制電路,它取代了傳統(tǒng)電荷放大器的面板旋鈕控制,實(shí)現(xiàn)了自動增益調(diào)節(jié)、自動切換濾波頻率等智能化功能。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,新研制的電荷放大器的下限頻率可達(dá)0.03Hz,且具有電路簡單、調(diào)節(jié)方便、體積功耗小和抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn),具有較高的實(shí)用價值。
【關(guān)鍵詞】：壓電加速度傳感器 電荷放大器 智能控制
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH824.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-10
• 1.1 引言7
• 1.2 電荷放大器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀7-8
• 1.2.1 壓電加速度傳感器簡介7
• 1.2.2 電荷放大器的發(fā)展現(xiàn)狀7-8
• 1.3 電荷放大器設(shè)計存在的難點(diǎn)8-9
• 1.4 本文的主要內(nèi)容9-10
• 2 壓電式加速度傳感器信號預(yù)處理理論基礎(chǔ)10-18
• 2.1 傳感器的測量系統(tǒng)10
• 2.2 壓電式加速度傳感器的特性10-13
• 2.2.1 工作原理10-11
• 2.2.2 靈敏度11-12
• 2.2.3 頻率響應(yīng)特性分析12-13
• 2.3 壓電加速度傳感器的測量電路13-18
• 2.3.1 壓電加速度傳感器的等效電路13-14
• 2.3.2 壓電加速度傳感器的測量電路14-18
• 3 新型電荷放大器的模擬電路設(shè)計18-34
• 3.1 電荷放大器模擬電路組成18
• 3.2 電荷轉(zhuǎn)換電路設(shè)計18-22
• 3.2.1 電荷轉(zhuǎn)換的基本原理18-20
• 3.2.2 電荷轉(zhuǎn)換電路設(shè)計20-22
• 3.3 歸一電路設(shè)計22-25
• 3.3.1 歸一電路總體設(shè)計22-24
• 3.3.2 歸一電路中的數(shù)字電位器24-25
• 3.4 低通濾波電路設(shè)計25-31
• 3.4.1 低通濾波電路整體設(shè)計25-26
• 3.4.2 二階低通濾波電路分析26-29
• 3.4.3 抗混疊濾波電路分析29-31
• 3.5 速度測量電路設(shè)計31-32
• 3.6 過載指示設(shè)計32-34
• 4 新型電荷放大器數(shù)字智能控制設(shè)計34-46
• 4.1 有效值電路設(shè)計34-36
• 4.1.1 有效值測量方法34
• 4.1.2 傳統(tǒng)的有效值測量電路分析34-35
• 4.1.3 改進(jìn)后的有效值測量電路設(shè)計35-36
• 4.2 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計36-40
• 4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換的基本原理36-38
• 4.2.2 基于ICL7135的A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計38-40
• 4.3 基于單片機(jī)AT89C52的智能控制設(shè)計40-41
• 4.3.1 單片機(jī)AT89C52介紹40
• 4.3.2 基于單片機(jī)AT89C52的控制系統(tǒng)設(shè)計40-41
• 4.4 液晶顯示41-46
• 5 電荷放大器電路設(shè)計的實(shí)驗(yàn)調(diào)試46-55
• 5.1 實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計46-47
• 5.2 實(shí)驗(yàn)元件的選擇47-49
• 5.2.1 電荷轉(zhuǎn)換電路實(shí)驗(yàn)元件的選取47-48
• 5.2.2 低通濾波電路實(shí)驗(yàn)元件的選取48-49
• 5.3 基于實(shí)際傳感器的測量實(shí)驗(yàn)49-51
• 5.4 基于模擬傳感器的測量實(shí)驗(yàn)51-52
• 5.5 實(shí)驗(yàn)總結(jié)52-55
• 5.5.1 電荷轉(zhuǎn)換部分的調(diào)試要點(diǎn)53-54
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)中減少干擾的方法54-55
• 6 結(jié)論55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-58

【引證文獻(xiàn)】

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5 李燕杰;小型多功能電荷校準(zhǔn)儀的設(shè)計[D];中北大學(xué);2010年

6 張海濱;基于壓電智能骨料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地震應(yīng)力監(jiān)測方法[D];大連理工大學(xué);2012年

7 馮曉莉;聲波遙測系統(tǒng)地面檢測儀研究[D];西安石油大學(xué);2011年

8 張躍飛;射孔器槍內(nèi)壓力測試儀的研究[D];中北大學(xué);2013年

9 董小娜;基于FPGA的多傳感參數(shù)存儲測試技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2013年

10 李鵬飛;一種基于ARM的沖擊控制系統(tǒng)設(shè)計[D];中北大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：新型電荷放大器設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：303056