拾振器與擺系統(tǒng)

現(xiàn)在我們的身邊大量地使用著各種各樣的傳感器傳感器在工業(yè)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用超聲波檢測(cè)電容指紋識(shí)別電視機(jī)的遙控器中就是使用著光學(xué)傳感器。肉眼看不見傳感器與家用電器這種麥克風(fēng)是一種將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。唱卡拉OK時(shí)使用的麥克風(fēng)，也是一種傳感器。透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器感應(yīng)水龍頭電子門汽車與傳感器汽車氣囊的保護(hù)作用使用加速度傳感器可以在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，經(jīng)控制系統(tǒng)使氣囊迅速充氣。輔助泊車傳感器雙聲納間隙檢測(cè)聲納后聲納電源指示轉(zhuǎn)向指示間隙警告ECU間隙檢測(cè)聲納集成開關(guān)面板[多功能信息顯示][多功能顯示]偵測(cè)柵主要功能是判斷正前方及側(cè)前方的障礙物定位、地理信息汽車行駛速度測(cè)量傳感器原理：非電量電測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路物理信息化學(xué)信息生物信息電信號(hào)光信號(hào)敏感元件傳感器傳感器（Transducer/Sensor）的定義是：“能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置”。定義包含的意思：①傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；②它的輸入量是某一種被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等。③它的輸出量是某種物理量，這種量應(yīng)便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量不一定是電量，還可以是氣壓、光強(qiáng)等物理量，但主要是電物理量；④輸出與輸入之間有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且能達(dá)到一定的精度。

輸出量為電量的傳感器，一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成。

敏感元件：它是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。

轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成一定的電路參數(shù)。有時(shí)敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的功能是由一個(gè)元件（敏感元件）實(shí)現(xiàn)的。

基本轉(zhuǎn)換電路：將敏感元件或轉(zhuǎn)換元件輸出的電路參數(shù)轉(zhuǎn)換、調(diào)理成一定形式的電量輸出。

敏感元件基本轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換元件被測(cè)量中間量輸出電量

非電學(xué)量→傳感器→電學(xué)量

角度位移速度壓力溫度濕度聲強(qiáng)光照磁場(chǎng)傳感器電壓電流電阻電容振動(dòng)測(cè)量傳感器

（拾振器）1、振動(dòng)傳感器的分類振動(dòng)傳感器也稱拾振器，按不同的分類方式可分為多種類型：測(cè)量性質(zhì)：慣性式（絕對(duì)式）、相對(duì)式測(cè)量的物理量：加速度、速度、位移原理：電動(dòng)式、電容式、伺服式、電阻式、電渦流式、壓電式、磁敏式、光纖式……2、電位器式位移計(jì)用途：相對(duì)位移計(jì)（拉線位移計(jì)）原理：精密電位器（單圈或多圈）、彈簧（提供回復(fù)力）、卷線盤（直徑不同測(cè)量位移不同）

3、壓電式振動(dòng)傳感器測(cè)量原理：正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)(機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能)：晶體（壓電材料）沿著一定方向受到外力作用時(shí)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，并在其表面上產(chǎn)生電荷；外力去掉后又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)。且作用力方向與電荷的極性相關(guān)，產(chǎn)生的電荷量與外力成正比直接測(cè)量參量：加速度優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、通頻帶寬、性能穩(wěn)定應(yīng)用：體積小、高頻反應(yīng)好的壓電加速度計(jì)具有廣泛的用途，成為使用最為廣泛的一種振動(dòng)傳感器分類：壓縮型、剪切型、彎曲型基座壓縮型壓電式加速度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，目前較為常見的一種結(jié)構(gòu)形式慣性力—加速度積分電路—速度、位移環(huán)形剪切型加速度計(jì)空心圓柱形、粘套連接。切變壓電效應(yīng)：壓電元件軸向極化，內(nèi)外圓柱面產(chǎn)生電荷。原理：傳感器感受向上的運(yùn)動(dòng)，金屬質(zhì)量環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，壓電元件受剪切應(yīng)力作用，在其內(nèi)外表面上產(chǎn)生電荷；反之亦反。優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高且橫向靈敏度小，且能減小基座應(yīng)變的影響。懸臂梁彎曲型壓電式加速度計(jì)壓電元件同時(shí)作為慣性質(zhì)量原理：傳感器受到機(jī)械振動(dòng)，壓電元件(懸臂梁)在自身慣性力的作用下彎曲變形，輸出正比于振動(dòng)加速度的電信號(hào)優(yōu)點(diǎn)：固有頻率低、靈敏度高、適用于低頻測(cè)量缺點(diǎn)：體積大、機(jī)械強(qiáng)度較差靈敏度：100mV/g量程：50g頻率范圍：0.5-8000Hz（±10%)分辨率：0.0002g線性：≤1%橫向靈敏度：≤5%典型值：≤3%溫度范圍：-40~+120℃用途：模態(tài)試驗(yàn)LC0101壓電式加速度傳感器1LC0106

靈敏度：1000mV/g量程：5g頻率范圍：0.04-1500Hz（±10%)分辨率：0.00002g重量：200gm安裝螺紋：M5mm線性：≤1%橫向靈敏度：≤5%典型值：≤3%溫度范圍：-40～+120℃用途：超低頻、小g測(cè)量壓電式加速度傳感器24、壓阻式加速度計(jì)壓阻效應(yīng)：固體受到作用力后，電阻率就要發(fā)生變化；半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)最強(qiáng)結(jié)構(gòu)：硅懸臂梁的自由端，裝有敏感質(zhì)量塊硅懸臂梁的根部，構(gòu)成惠斯頓電橋（四個(gè)性能一致的電阻）原理：?jiǎn)尉Ч璧膲鹤栊?yīng)質(zhì)量塊受外界加速度作用時(shí)，產(chǎn)生的慣性力使懸臂梁產(chǎn)生彎曲應(yīng)力；硅梁上擴(kuò)散的四個(gè)電阻條阻值發(fā)生變化，使惠斯頓電橋產(chǎn)生不平衡，從而輸出與外界加速度成正比的電壓值用途：應(yīng)變片、擴(kuò)散硅型壓阻傳感器應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)應(yīng)變片由電阻絲（敏感柵）、基底、引線和粘合劑組成。應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及變形汽車衡汽車衡稱重系統(tǒng)原理將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。電子秤

人體秤

5、電動(dòng)式傳感器（感應(yīng)式傳感器）應(yīng)用：在土木、機(jī)械、地質(zhì)勘探等方面應(yīng)用廣泛直接測(cè)量參量：速度優(yōu)點(diǎn)：自發(fā)電式傳感器，不易受外界干擾、靈敏度高，測(cè)量電路較簡(jiǎn)單分類：相對(duì)式和絕對(duì)式（慣性式）使用較多的地震檢波器即屬于電動(dòng)式傳感器電動(dòng)式傳感器的基本原理

基于電磁感應(yīng)原理的一種機(jī)電變換，根據(jù)楞次定律，當(dāng)導(dǎo)體以速度v垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體上將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

慣性式電動(dòng)拾振器慣性式電動(dòng)拾振器的屬于擺（位移擺速度拾振器），為絕對(duì)式電動(dòng)拾振器伺服式拾振器也是以此為基礎(chǔ)6、伺服式拾振器無源伺服式：利用無源伺服反饋（擴(kuò)展低頻特性和量程）有源伺服式：利用有源伺服反饋（擴(kuò)展頻率特性和量程）動(dòng)圈換能式加速度計(jì)：有源伺服反饋（低頻、高頻特性和量程）動(dòng)圈換能式速度計(jì)：有源伺服反饋（低頻特性和量程）電容換能式加速度計(jì)：有源伺服反饋（高頻特性和量程）電容換能式速度計(jì)：有源伺服反饋（低頻特性和量程）伺服式拾振器一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的低頻特性無源伺服式拾振器--利用無源