工作任务4-3振动类传感器电子课件 中职 传感器技术及应用 （）

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工作任务4-3振动类传感器电子课件 中职 传感器技术及应用 （高教版）,工作任务,四,声电和振动类传感器及应用,之三 振动类传感器,声电效应是指声音传输到物体上，能够产生电（流）效应的作用。一般来说声音强度越强，产生电流越大。除利用一些电磁现象外，压电陶瓷和特殊而半导体材料也是产生声电效应的最好的器件。同样，振动传输到物体上，一些物体同样能够产生电（流）效应，如压电陶瓷等。,概述,任务描述,无论是声音或是振动，它只是作为传感器的能源，这能量由能源物体（声源或掁源）转换成机械能，再由传感器转换成电能。所以声电和振动类传感器电路是由声源或掁源、能量（机械能）转换器件和控制电路组成的，如下图所示。,任务条件,声电和振动类传感器电路是以声电和振动类传感器为核心的测量、控制及应用电路，正确选择声电和振动类传感器是实现声电和振动类测量和控制的关键。由于声电和振动类传感器已经把声源（掁源）能转换为电能信息，所以除了声电和振动类传感器，驱动电路是必需的电路。执行机构是终端，它可以采用不同的执行方式模式，一般是光、电、声、机械模式。,振动类传感器是一种将振动机械能转变为电能的器件，通常包括冲击传感器、玻璃破碎传感器、加速度传感器等。,之三 振动类传感器,一,、,应用案例,电路图如下图。,1.,振动传感器和其它传感器构成的保险柜防盗报警电路,振动传感器和其它传感器构成的保险柜防盗报警电路线路板如下图。,安装电路注意事项,（,1,）制作线路板后，根据电路图检查线路有否开路或短路；,（,2,）,必须选择电路合适的元器件参数，为了更好地实现电路功能，可适当调整电路元器件的参数；注意调整电位器,R,P1,、,R,P2,；,（,3,）,特别检查振动传感器,BZ,1,、热敏电阻（负温度系数）传感器,R,T,、水银开关传感器,BZ,2,的质量，它是电路工作和功能实现的关键；,安装电路注意事项,（,4,）要按装配工艺要求进行焊接和安装；,（,5,）要选择合适的电源电压，不能随意变动电源的电压，否则电路不能正常工作；,（,6,）测试电路参数时要按规范操作仪器设备，不得,在带电的情况下进行元器件的焊接与安装。,电路组成和功能作用,由振动传感器（压电陶瓷传感器）,BZ,1,和,IC,1,LM324,的,A,、,B,两级运算放大电路组成检测撬、砸保险柜电路，由温度传感器负温度系数热敏电阻,R,T,和,IC,1,的,C,运算放大电路等组成检测火焰切割保险柜电路，由水银开关传感器,BZ,2,检测搬动保险柜电路。另外由,IC,2,两级或门电路，三极管,VT,1,和继电器,JK,1,、报警器,BL,1,组成报警电路，,VT,2,和继电器,JK,2,、报警器,BL,2,组成值班室报警电路。所以，电路可以完成如下检测：,振动检测：可以检测盗贼用工具撬、砸保险柜。,温度检测：可以检测盗贼用火焰切割等方式打开保险柜。,倾斜检测：可检测保险柜是否因搬动而倾斜。,电源电路由变压器,T,1,、整流桥堆,IC,3,、三端稳压集成块,IC,4,7806,和直流,6V,蓄电池,E,等组成。,只要有其中一种信号便可以发出大声报警并延时一段时间。该报警器报警时与值班室同步，即使盗贼切断与值班室的连线，值班室也会立即报警。它的电源部分采用外接电源和内电池供电相结合的方法，不怕停电或切断电源。,电路工作过程,振动检测工作过程：,当受保险柜到振动时，压电传感器,BZ,1,便感应出电压信号，经,C,1,、,R,1,进入,IC,1,的,A,运算放大器,“,2,”脚后放大，再经,IC,1,的,B,整形在“,7,”脚输出一个高电平给,IC,2,的,A,或门,“,3,”脚。,温度检测工作过程：,当保险柜受到调温时，热敏电阻,R,T,的阻值下降，,IC,1,的,C,运算放大器,“,9,”脚电压低于“,10,”脚，,IC,1,的,C,运算放大器,“,8,”脚输出一个高电平给,IC,2,的,A,或门,“,4,”脚。,倾斜检测工作过程：,当保险柜受到倾斜时，,水银开关传感器,BZ,2,导通，由电阻,R,8,和,R,9,分压给,IC,2,的,A,或门,“,5,”脚一个高电平。,IC,2,的,A,或门只要有其中一个脚高电平,，“,6,”脚输出,一个高电平通过,VD,2,、,R,11,对电容,C,3,充电，,IC,2,的,B,或门,“,11,、,13,”电压升高进而使“,10,”脚输出高电平，,使三极管,VT,1,导通，继电器,JK,1,吸合，报警器,BL,1,通电后发出报警信号。而三极管,VT,2,的基极由于继电器,JK,1,的吸合而成高电平（继电器,JK,1,未吸合时，三极管,VT,2,基极接地为低电平），,VT,2,导通，继电器,JK,2,吸合，值班室报警器,BL,2,通电后也发出报警信号。,二,、,知识链接,压电陶瓷式符号与标称,符号如图所示，一般可以用字母,BZ,作标称。,压电陶瓷式结构、性能与原理,压电陶瓷式传感器是利用锆钛酸钻或铌镁酸铅压电陶瓷配料制成的。常见的压电陶瓷片都加工成很薄的圆片形状，在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再将陶瓷片同心地粘在圆形弹性铜片的面上，压电陶瓷传感器结构和实物如图所示。,压电陶瓷片结构,压电陶瓷传感器实物图,压电陶瓷片是靠压电效应效应进行声电转换的。当压电陶瓷片上受到外力加压时，陶瓷片发生机械变化，使一部分附在陶瓷片表面上的电荷释放出来而产生放电现象，当压力取消后，陶瓷片恢复原状，电极上又吸附一部分电荷出现充电现象。这种由机械能转变为电能的现象称为“正压电效应”，如下图所示。,压电陶瓷式基本参数,压电陶瓷片的阻抗一般在,10k,左右，如果用作声,-,电传感器时，可以不用阻抗匹配，直接接到放大电路的输入端，但低频响应差。,常用压电陶瓷片的主要参数有：,谐振频率：压电陶瓷片在外力作用下，输出最大时的外力频率。,谐振电阻：压电陶瓷片在外力作用下，输出最大时陶瓷片的阻抗。,灵敏度：压电陶瓷片在一定的外力作用下所产生电动势大小。,电容量：压电承包单位片极间的电容量。,压电陶瓷式检测,用万用表,R,1k,的电阻档量度压电陶瓷片极间电阻值应大约为,10k,左右，如果测出来的结果是无穷大或为零，说明该压电陶瓷片已经损坏，不能使用。,用万用表的直流电压,2.5V,（或直流电流,50A,）档可以检测陶瓷片的灵敏度。把万用表的两表笔分别接在压电陶瓷片的两电极上，然后用手指按压压电陶瓷片，万用表指针会摆动，摆动的幅度越大，说明压电陶瓷片的灵敏度越高。如果指针不动，则说明压电陶瓷片质量很差，不能使用。,三,、,评价,1.,振动传感器有什么特点和作用？,2.,如何判别压电陶瓷片质量？,3.,你已经做过压电陶瓷片相关电路的产品吗？功能效果如何？试简述一下电路的工作过程和传感器性能作用。,