2021年压电式玻璃破碎报警器
压电传感器的应用
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（一）压电式测力传感器
上盖 石英晶片 电极
电极引出
绝缘套
基座
绝缘套
压电式单向测力传感器的结构图
该传感器用于机床动态切削力的测量。
q dF dPS
当外力作用时，它将产生弹性变形，将力传递到石英晶片上。石英晶片采 用xy切型，利用其纵向压电效应，实现力电转换。
接收超声波利用正压电效应，当超声波作用到压电晶片上时，使晶片伸缩，在晶片 的两个界面上产生交变电荷这种电荷被转换成电压经放大后送到测量电路。
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（五）煤气灶电子点火装置
图所示为煤气灶电子点火装置，它是让高压跳火来点燃煤 气。当使用者将开关往里压时，把气阀打开；将开关旋转， 则使弹簧往左压。此时，弹簧有一很大的力撞击压电晶体， 则产生高压放电导致燃烧盘点火。
螺母
压电陶瓷 基座
当传感器受到振动时，质量块将感受与传感
器基座相同的振动，并受到与加速度方向相
反的惯性力：
F ma
该惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为：
压电式加速度传感器结构图
q dF dma
说明电荷量将直接反映加速度的大小。它的灵敏度与压电材料的压电系数 和质量块的质量有关。
为了提高灵敏度，采用压电系数大的压电陶瓷片。也可以。
压电式压力传感器的结构类型很多,与压电式加速度计相比的突出特点是： 它必须通过弹性膜、盒等,把压力收集、转换成力,再传递给压电元件。
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（二）压电式加速度传感器
结构原理:
质量块
压电陶瓷4和质量块2为环型，通过螺母3对 质量块2预先加载，使之压紧在压电陶瓷上， 电极 测量时传感器基座5与被测对象牢牢地紧固 在一起，输出信号由电极1引出。
压电式传感器及应用
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• 压电式传感器的内阻抗很高，而输出的信号却很微弱，因 此其一般不能直接显示和记录。所以，压电式传感器要求 测量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，以防止电荷迅 速泄漏而使测量误差增大。压电式传感器的前置放大器有 两个作用：一是把传感器的高阻抗输出转换为低阻抗输出； 二是把传感器的微弱信号进行放大。压电式传感器的输出 可以是电压信号，也可以是电荷信号，所以前置放大器也 有两种形式：电压放大器和电荷放大器。
• 压电元件等效为一个与电容相并联的电荷源，也可以等效为一个与电容相串 联的电压源，
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压电元件实际的等效电路图
• 压电式传感器不能用于静态测量。压电元件只有在交变力的作用下，电荷才 能源源不断地产生，可以供给测量回路以一定的电流，故只适用于动态测量。
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8.2.2 压电式传感器测量电路
• 压电式传感器的内阻很高，要求与高输入阻抗的前置放大电路配合，与一般 的放大、检波、显示、记录电路连接，防止电荷的迅速泄漏而使测量误差减 少。
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3．声振动报警器
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• 当HTD未接收到声振动信号时，电路处于守候状态，场效应管VT1截止。此时 C3经R4充电为高电平，故IC1的③脚输出低电平，IC2报警音乐电路不会工作； 当HTD接收到声振动信号后，将转换的电信号加到VT1栅极，经放大后加到 IC1的②脚（经电容器C1），使IC1的状态翻转，③脚输出高电平加到IC2上， IC2被触发从而驱动扬声器发出音乐声。经过2min左右，由于电容C3的充电使 IC1的⑥脚为高电平，电路翻转，③脚输出低电平，IC2报警电路随之停止报 警。但若HTD有连续不断的触发信号，则报警声会连续不断，直到HTD无振 动信号2min后，报警声才会停止。
大家一起看 报警探测器的种类有哪些
报警探测器是用来探测入侵者的入侵行为。
需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。
探测器由传感器和信号处理器组成。
在入侵探测器中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。
信号处理器的作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。
报警探测器根据工作原理的不同，主要可以分为以下几种：一、红外报警探测器凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于 1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。
而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，一般温度越高的物体，红外辐射越强。
人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。
红外报警探测器又分为被动红外探测器和主动红外探测器。
被动红外探测器，即探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。
探测器安装后数秒种已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。
被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。
主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。
分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。
红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束。
接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。
主动式红外探测器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
二、微波探测器微波探测器分为雷达式和墙式两种。
雷达式是一种将微波收、发设备合置的探测器，工作原理基于多普勒效应。
家用玻璃破碎报警器的电路设计与安装
① 收 稿 日期 ：００—１ ２１ １—１ ８
Ｊ ００，１Ｐ ． ＢＰ ． Ｌ ；０ ０如有输 入信 号
； 跳至 循 环 Ｌ Ｉ
Ｌ ：Ｌ Ｃ ． ；１０置低 电平 １Ｃ ＲＡ Ｃ ０ Ｐ ．
作者简介 ：朱细敏（ ９ ０一） 女 ， １８ ， 讲师 ， 硕士研究生 ， 主要从事机电一体化技术 专业 的教学与研究
ＡＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ ；
Ｓ ＭＰ ＮＥ Ｊ ＸＴ：
Ｄ Ｌ Ｙ： Ｖ Ｒ ，Ｔ Ｈ； 时 时间约 为 ０ ２ Ｅ Ａ ＭＯ ３ ＃ Ｆ 延 ．ｓ
ＤＥＬ ＭＯＶ ２： Ｒ４， ＦＦＨ ； Ｏ ＃ ＤＥＬ１： ＮＯＰ
Ｄ Ｎ ４， Ｌ Ｊ Ｚ Ｒ ＤＥ ｌ Ｄ ＮＺ Ｒ ＤＥ ２ Ｊ ３， Ｌ
第２ ９卷 第 １期
２ １ 年 Ｏ 月 ０１ １
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｉ ｕｉ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒ ｌ ｆ ａ ｓ Ｕ ｉ ｓｙ（ ａ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ． ９ Ｎｏ． １２ １
传出 Ｌ Ｄ发光信号 ， ８ Ｃ １ Ｅ 从 ０ ５ 芯片的 Ｐ ． 传出蜂 １１ 鸣信号 引．
１ 电路 框 图具 体 设 计
根据实 际应 用 背景 ， 选用 主要 为感 受 外 界压 力
３ ８ Ｃ １单 片 机 控 制 程序 设 计 ０５
在基 于 ８ Ｃ １的 单 片 机 控 制 程 序设 计 时 ， ０５ 具
意程序要体现信号的有效传递和延时特性 ． ］ 信 号 的有效 传递 是 指 Ｐ ． ０ ０端 口接 收信 号后 ， Ｐ． １０和 Ｐ ． 端 口有所 反应 ． 时 特性 的实现是 因 １１ 延 为在 此 电路 中 晶振 频 率 为 ６ ＭＨｚ对 应 机 器 周期 为 ，
压电效应及压电材
p117页图6-10所示，当作用于压电元件的力为静态力（ω=0）时， 前置放大器的输出电压等于零， 因为电荷会通过放大器输入电阻和传感器本身漏电阻漏掉， 所以压电传感器不能用于静态力的测量。
01
时，前置放大器的输出电压随频率变化不大。
01
即说明压电传感器的高频响应比较好，所以用于高频交变力的测量。
主要由压电元件、质量块、预压弹簧、基座及外壳等组成。整个部件装在外壳内，并由螺栓加以固定。
01
02
BS-D2压电式传感器是专门用于检测玻璃破碎的一种传感器， 它利用压电元件对振动敏感的特性来感知玻璃受撞击和破碎时产生的振动波。传感器把振动波转换成电压输出，输出电压经放大、滤波、比较等处理后提供给报警系统。
Y
+
+
+
-
-
-
X
P1
P2
P3
当晶体受到沿X方向的压力（FX<0）作用时，晶体沿X方向将产生收缩，正、负离子相对位置随之发生变化，此时正、负电荷中心不再重合，电偶极矩在X方向的分量为： (P1+P2+P3)X>0
（P1+P2+P3）Y=0 （P1+P2+P3）Z=0
+
+
+
+
－
－
－
－
X
Y
+
+
+
-
-
-
BS-D2压电式玻璃破碎传感器的外形及内部电路如图所示。传感器的最小输出电压为100 mV，最大输出电压为100V， 内阻抗为15~20 kΩ。
三、压电式玻璃破碎报警器
使用时传感器用胶粘贴在玻璃上，然后通过电缆和报警电路相连。为了提高报警器的灵敏度，信号经放大后，需经带通滤波器进行滤波，要求它对选定的频谱通带的衰减要小，而频带外衰减要尽量大。由于玻璃振动的波长在音频和超声波的范围内， 这就使滤波器成为电路中的关键。只有当传感器输出信号高于设定的阈值时，才会输出报警信号，驱动报警执行机构工作。玻璃破碎报警器可广泛用于文物保管、贵重商品保管及其它商品柜台保管等场合。
BP02 玻璃破碎探测器使用说明书
BP02 玻璃破碎探测器使用说明书
ColliHigh 昆仑工控
产品简介
BP02 玻璃破碎探测器根据玻璃破碎时会产生特有的音频信号的原理，在玻璃破碎时产生报警，防止非 法入侵。能测试的玻璃种类包括钢化玻璃、强化玻璃、层化玻璃等。它有灵敏度高、响应时间快、无误报、 使用方便、便于安装的优点；适用于宾馆、商店、图书馆、珠宝店、仓库以及其他对玻璃破碎需要报警的场 所。
外形图
（尺寸：长×高×宽＝90×65×20mm）
技术参数
● 供电电压： 12 VDC 24VDC ● 最大电流：30mA ● 使用温度：0～50℃ ● 测量范围：□ 6m □ 9m □ ● 输出形式：继电器输出： 1.5A、24VDC
安装
1、安装步骤： 1) 按下探测器上边沿的开盖钮(1)，移开上盖； 2) 通过外壳背面的一个孔穿线； 3) 连接接线端； 4) 将螺钉插入螺钉孔(2)和(3)固定探测器在指定位置； 5) 盖上上盖。
安装图：
பைடு நூலகம்
过线孔
螺钉孔 （2）
螺钉孔 （3）
开盖钮（1）
2、安装范围的选择： 选定的安装位置必须能让探测器内的收声话筒毫无阻挡的直接朝向需要保护的玻璃表面上，而玻璃表面 要在最佳探测角度范围之内。可选择天花板或玻璃的旁边或对面，不要使用被测玻璃所在的那面墙，要 避免探测器感应到发出噪声的物体，如：铃、电风扇、压缩机以及机械设备等；如果环境内有潮湿物体 （如：窗帘、地毯、家具等）时，安装范围可在离被测玻璃（1～10）m 内考虑；如果环境内产生回音， 安装范围仅在离被测玻璃（1～5）m 内考虑。
现代检测技术实例教程4.项目四 压电传感器与超声波传感器
多通道输入电荷放大器
4.1.4 玻璃破碎报警器电路
图4-10 一种玻璃破碎报警器电路
玻璃破碎报警器的电路如图4-10所示。压电陶瓷片B将破碎 发出的振动信号或响声转换成电信号，这个极其微弱的电 信号经过由三极管VT1和VT2构成的直耦式放大器放大后， 利用C2从VT2的集电极上取出放大信号，然后经二极管 VD1、VD2倍压整流后使VT3导通。VT3导通后在R4两端产 生的压降使单向可控硅VS导通并锁存，于是语言报警喇叭 HA通电反复发出“抓贼呀—”的喊声。这时，只有按一下 SB，方可解除警报声。 该装置的电源是由电源变压器T将220V市电降压为12V，经 QD全桥整流、C5滤波后供给整机工作。为了防备交流电中 断，还增加了12V电池组。这样，当电网停止供电时，G自 动续接供电，当电网复电后，G自动停止供电，始终让报警 电路处于准备状态，十分实用可靠。
ห้องสมุดไป่ตู้
压电式加速度传感器由压电元件、质量块、预压 弹簧、基座及外壳等组成。如图4-11所示，整个 部件装在外壳内，并用螺栓加以固定。
图4-11 压电式加速度传感器
具体过程：当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时 ，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律， 此惯性力是加速度的函数，即 （4-5） F ma 式中：F——质量块产生的惯性力； m——质量块的质量； a——加速度。 此时惯性力F作用于压电元件上，因而产生电荷q，当传感 器选定后，m为常数，则传感器输出电荷为 q dF dma （4-6） 与加速度a成正比。因此，测得加速度传感器输出的电荷 便可知加速度的大小。
第四章 压电式和超声波式传感器典型应用
学习目标
● 了解压电式和超声波式传感器的工作原理。 ● 学会超声波传感器好坏的检测。
压力传感器-玻璃破碎报警器
自动检测技术项目四玻璃破碎报警器目录一、压力传感器简介 (3)二、压力传感器应用 (4)三、压力传感器应用的具体介绍··5四、玻璃破碎报警器介绍 (6)五、玻璃破碎报警器的原理 (7)六、玻璃破碎报警器的电路图 (7)七、玻璃破碎报警器的分析 (8)八、总结 (9)简介压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。
另有医用压力传感器。
应用压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域。
1、应用于液压系统压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。
当控制阀芯突然移动时，在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。
在典型的行走机械和工业液压中，如果设计时没有考虑到这样的极端工况，任何压力传感器很快就会被破坏。
需要使用抗冲击的压力传感器，压力传感器实现抗冲击主要有2中方法，一种是换应变式芯片，另一种方法是外接盘管，一般在液压系统中采用第一种方法，主要是因为安装方便。
此外还有一个原因是压力传感器还要承受来自液压泵不间断的压力脉动。
2.应用于安全控制系统压力传感器在安全控制系统中经常应用，主要针对的领域是空压机自身的安全管理系统。
在安全控制领域有很多传感器应用，压力传感器作为一种非常常见的传感器，在安全控制系统中应用也不足为奇。
在安全控制领域应用一般从性能方面来考虑，从价格上的考虑，还有从实际操作的安全性方便性来考虑，实际证明选择压力传感器的效果非常好。
压力传感器利用机械设备的加工技术将一些元件以及信号调节器等装置安装在一块很小的芯片上面。
所以体积小也是它的优点之一，除此之外，价格便宜也是它的另一大优点。
在一定程度上它能够提高系统测试的准确度。
在安全控制系统中，通过在出气口的管道设备中安装压力传感器来在一定程度上控制压缩机带来的压力，这算是一定的保护措施，也是非常有效的控制系统。
(整理)入侵报警探测器与门禁设备.
设备篇第八章入侵报警探测器与门禁设备工程中常用的入侵探测器主要有震动入侵探测器、红外入侵探测器、双技术入侵探测器和磁开关入侵探测器。
由于磁开关入侵探测器比较简单，我们不再介绍。
8.1 震动式入侵探测器震动式入侵探测器是用来探测玻璃破碎、凿墙和锯断钢筋等入侵活动的。
探测器的类型主要有导电簧片式、压电式和声音分析式三种。
1．导电簧片式震动入侵探测器导电簧片式震动入侵探测器是利用惯性质量振动引起的电接点通断来报警的。
最常用的是玻璃破碎探测器。
通常将传感器粘附在玻璃内侧或边框上。
粘附在玻璃上时探测半径约2米左右，环境温度-25℃~+50℃。
它可以响应玻璃破碎时产生的2kHz左右的振动频率，对一般的冲击和震动不予响应。
探测器的报警信号发生器与传感器分离，一般固定在探测器附近的墙上或隐蔽处，将传感器产生的振动脉冲整形分频后发出一个5秒左右的接点报警信号给报警控制器或直接接通声光警报器。
探测器的供电电源随型号不同有所区别，常为9V~30V（DC）。
2．压电式震动探测器压电式震动探测器是一种玻璃破碎探测器,压电传感器粘附在玻璃内侧，探测器安装在附近。
这种探测器的探测半径约180厘米左右，输出报警信号为30V（AC/DC）、0.5A接点信号。
3．声音分析式震动探测器声音分析式震动探测器是一种智能型玻璃破碎探测器，探测器内部设有微处理器，可以利用数字信号处理技术对振动音频进行分析，误报率很低。
探测器安装在门窗边框上、对面墙上或天花顶棚上，探测范围与房间的隔音程度和窗口的大小有关，一般在7.5米。
使用环境温度-25℃~+50℃左右。
这种探测器多是利用惯性质量振动原理，其灵敏度设定可以利用手动跳线设定，也可以通过实验来自动设定。
自动设定状态时固定好探测器后，探测器可以将击碎玻璃实验所产生的震动强度记忆下来作为报警门限，报警输出为继电器触点信号。
探测器具有防拆功能，配有分离式接线端子，长闭外罩打开时启动防拆开关。
8.2 红外入侵探测器红外入侵探测器是目前应用最广的一种探测器，分为户内型和户外型。
玻璃破碎报警器
玻璃破碎报警器摘要：玻璃破碎报警器是在玻璃破碎时发出警报的安保器件，它在我们的日常生活中有着重要的应用，多数防盗系统中都有它的身影，比较常见的是在博物馆、珠宝店等。
利用压电陶瓷片可以制成玻璃破碎入侵探测器，对于高频的玻璃破碎声音进行有效检测可以达到同样目的。
玻璃破碎探测器按照工作原理的不同可以大致分为两类：一类是声控型的单技术玻璃破碎探测器，另一类是双技术型玻璃破碎探测器，其中包括声控-震动型和次声波-玻璃破碎高频声响型。
我们小组所设计的报警器是通过采集玻璃破碎时所发出的高频信号以达到报警的目的。
关键词：玻璃破碎、带通滤波、信号放大器、频率一、硬件选择我们所设计的报警系统是基于麦克风采集玻璃破碎时的高频声音信号，麦克风输出的高频电压信号通过放大器的放大后输入到滤波器中进行滤波，最后将蜂鸣器导通发出声音报警，整个系统由单片机进行控制。
范围内的声音信号，最大工作电压达10V，最小信号噪声比达62dB，输出电压幅值为约为2mV。
其技术参数如表一所示：2、信号放大器选择美国国家半导体公司生产的LH0084集成数字式可编程增益放大器，电源电压为15V，功率为2.5W。
它是将运算放大电路、电阻网络和模拟开关以及译码电路等集成在一起制成的单片集成电路。
如图所示，其输入级是两个匹配的高速FET输入运算放大器A1和A2，通过FET 开关S1A~S4A 和S1B~S4B ，以及高稳定温度补偿网络R1~R7是现对A1和A2的控制。
不同的数字输入控制不同的开关闭合，得到输入级不同的增益。
输出级有运算放大器A3和电阻R8~R15组成，为双端输入单端输出。
LH0084的数字输入、输出端子和放大倍数表如表2所示3、滤波器选择由MAXIM 公司生产的单片集成通用有源滤波器MAX263。
该器件是28脚封装的CMOS 芯片，该芯片内部还有两组2阶电路，各有其独立的始终输入端CLK 。
其中CLKA 与OSCout 课直接跨接晶振，实现内驱动。
8种常见的报警探测器介绍
8种常见的报警探测器介绍报警探测器已经是人们生活中最常见的一种安防装置之一，报警探测器在安防系统的构建中有着重要的作用。
其大多与监控系统、门禁系统、停车场管理系统等进行联动，共同组成了安防体系的完整。
对于防范的场所的不同，我们应该选择不同的产品来满足需求其系统需要，下面是凯利圆科技的工程师整理了8中常见的报警探测器基本知识，供大家参考。
一、烟雾报警探测器：分为光电式和离子式两种，前者利用烟雾遮挡光路发出报警，后者则利用自身的传感器，感应空气中的离子浓度，不同的传感器感知不同的气体（如煤气），常用的是为了防火而设的探测碳离子浓度的烟感探头。
二、门磁探测器：它一般广泛使用，成本低，安装方便，不会有误报，而且不需要调整和维修的探测器。
门磁开关分为可移动部件和输出部件。
可移动部件安装在活动的门窗上；输出部件安装在相应的门窗上，两者安装距离不超过10毫米。
输出部件上有两条线，正常状态为常闭输出，门窗开启超过10毫米，输出转换成为常开。
三、红外对射探测器：红外对射探测器主要利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时，遮断不可见的红外线光束而引发警报。
常用于室外围墙报警，它总是成对使用：一个发射，一个接收。
发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光，形成警戒线，有物体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警。
四、玻璃破碎探测器：利用压电式微音器，装于面对玻璃的位置，由于只对高频的玻璃破碎声音进行有效的检测，因此不会受到玻璃本身的震动而引起反应。
五、超声波物体移动探测器：超声波物体移动感知器需要一个能够发送超声波及另一个负责接收的换能器，也有接收及发射换能器共存在一个本体上的。
平常发射用的换能器发送出一固定频率的超声波，散布在侦测的空间中，如果有一物体反射回来的超声波，其频率会发生偏移，借此检测出是否有物体移动。
该探测器容易受到震动和气流的影响。
六、微波物体移动探测器：利用高频无线电波的多普勒频移来作为侦测手段，适合与开放式空间或广场。
玻璃破碎报警器工作原理
玻璃破碎报警器工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊玻璃破碎报警器这玩意儿的工作原理。
你说这玻璃破碎报警器啊，就像是一个特别机灵的小卫士。
它平时安安静静地待在那儿，一旦玻璃出了啥问题，它立马就能察觉。
这小卫士是怎么工作的呢？其实啊，就跟咱人耳朵听声音差不多。
玻璃破碎的时候会发出一种特别的声音，这声音可不是一般的声音哦，它有自己的特点。
这报警器呢，就专门对这种声音特别敏感。
你想想看，要是有个小偷偷偷摸摸地想打破玻璃进来，那“哗啦”一声，报警器马上就能听到。
它可不会像人一样，有时候会走神或者没注意到。
它就像一个时刻保持警惕的小警察，一有风吹草动就能反应过来。
它里面有一些很精细的零件和电路呢，就像人的大脑和神经一样。
这些零件和电路能准确地分辨出玻璃破碎的声音，然后迅速做出反应，发出警报声。
那警报声可响亮啦，能把周围的人都吓一跳，也能让坏人吓破胆，不敢再乱来。
咱可以把它比作一个超级敏锐的小侦探，任何玻璃破碎的蛛丝马迹都逃不过它的“耳朵”。
它是不是很厉害呀？而且啊，它还特别忠诚，不管白天黑夜，都坚守岗位，保护着我们的玻璃。
要是没有它，那我们的玻璃被打破了可能都不知道呢。
说不定等我们发现的时候，家里都已经被小偷翻得乱七八糟啦。
有了它在，我们就能安心很多，感觉就像有了一个可靠的伙伴在守护着我们。
你说这玻璃破碎报警器是不是个宝啊？它虽然个头不大，但是作用可大着呢！它让我们的生活更加安全，让那些心怀不轨的人不敢轻易下手。
所以啊，朋友们，可别小瞧了这小小的玻璃破碎报警器哦。
它就像一个默默守护我们的小英雄，时刻保护着我们的财产和安全。
让我们一起为这个厉害的小卫士点个赞吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
玻璃破碎报警器
玻璃破碎报警器（陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例.人民邮电出版社1996.2165～166）该报警器利用压电陶瓷对振动敏感的特性来接收玻璃受撞击和破碎时产生的振动波，并以此来触发报警系统发出“抓贼呀—”喊声，可广泛用在保管文物、贵重金饰和其它商品柜台等场合。
电路原理：玻璃破碎报警器的电路见图1。
压电陶瓷片B将碎发的振动信号或响声转换成电信号，这个极其微弱的电信号经过由三极管VT1和VT2构成的直耦式放大器放大后，利用C2从VT2的集电极上取出放大信号，然后经二极管VD1、VD2倍压整流后使VT3导通。
VT3导通后在R4两端产生的压降使单向可控硅VS导通并锁存，于是语言报警喇叭HA通电反复发出“抓贼呀—”喊声。
这时，只有按一下SB，方可解除警报声。
图1 玻瑞破碎报誉器该装置的电源是由电源变压器T将220V市电降压为12V，经QD全桥整流、C5滤波后供给整机工作。
为了防备交流电中断，还增加了12V电池组。
这样，当电网停止供电时，G 自动续接供电，当电网复电后，G自动停止供电，始终让报警电路处于准备状态，十分实用可靠。
元器件选择与制作：HA选用LQ46-88D型语言报警喇叭。
振动传感器B采用HTD27A-1或FT27型压电陶瓷片（正品），并配用薄形塑料谐振腔即可，它对碎发响声与振动很敏感，而对缓慢变化的声响无效。
VS用1A、100V单向可控硅，如MCR 100-1型等。
VT1～VT3均用9014或3DG8型硅NPN三极管，要求β>200。
VD1～VD3用1N4001型硅二极管。
QD用QL-lA/50V整流全桥，亦可用四只1N4001型二极管替代。
T选用220V/12V、5W电源变压器，要求长时间轻载运行不发热。
G可用普通5号干电池八节串联而成。
R P用WH7型微调电阻器。
R1～R4均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。
C1、C2和C3均用CD11-16V型电解电容器，C4用CT1型瓷介电容器，C5用CD11-25V型电解电容器。
传感器应用实例：压电玻璃破碎报警器的设计
2.2.1压电传感器的结构与外形
2.2.2压电传感器的工作原理
压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成 的传感器。所谓正压电效应是指某些电介质在受到某一方 向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由 于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。逆 压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场，这些电介 质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场 撤去时，这些变形或应力也随之消失。
2.压电陶瓷的压电特性
压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。在无外电场作用时， 电畴在晶体中杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，压 电陶瓷内极化强度为零，因此原始的压电陶瓷呈中性，不 具有压电性质。
最早使用的压电陶瓷材料是钛酸钡（BaTiO3）。它是由 碳酸钡和二氧化钛按一定比例混合后烧结而成的。它的压 电系数约为石英的50倍，但使用温度较低，最高只有 70℃，温度稳定性和机械强度都不如石英。 2.2.3 压电传感器的连接方式
2.压电传感器的测量电路
压电传感器的输出可以是电压信号，也可以是电荷信号， 因此前置放大器也有两种形式：电压放大器和电荷电荷放大器
2.2.5 压电玻璃破碎报警器的设计
玻璃破碎时会产生10～15的高频声音信号，利用压电陶瓷片的压电效 应，可以制成玻璃破碎入侵探测器，对高频的玻璃破碎声音进行有效 检测，而对10以下的声音信号（如说话、走路声）有较强的抑制作用。 玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃厚度、面积有关。在 玻璃附近安装压电传感器，当压电元件表面因玻璃破碎产生的高频声 音信号而受振动时，压电传感器就会产生一定的电压脉冲。压电传感 器产生的是交流信号，需经过交直流变换变成直流信号后才能形成控 制信号。
传感器原理试题及答案
一、是非题１．动态特性好的传感器应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特性。
（×）２．幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
（√）３．一阶系统的时间常数越小越好。
（√）４．二阶系统固有频率ωn越小越好。
（×）５．二阶系数的固有频率ωn越大，可测量的信号频率范围就越宽。
（√）６．信号通过一阶系统后的幅值减小，相位滞后。
（√）７．传感器的相频特性φ(jω)表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。
（×）８．能完成参量感受和转换的装置称之为传感器。
（√）９．传感器的灵敏度与量程呈反比。
（√）１０．为提高测试精度，传感器的灵敏度越高越好。
（×）１１．传感器的线性范围越宽，表明其工作量程越大。
（√）１２．测量小应变时，应选用灵敏度高的金属丝应变片，测量大应变时，应选用灵敏度低的半导体应变片。
（×）１３．根据压电效应，在压电材料的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。
（×）１４．压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且本身内阻很大，故不能用普通电表测量。
（√）１５．用差动变压器式电感传感器作位移测量时，根据其输出就能辨别被测位移的方向的正负极性。
（√）１６．变间隙式电容或电感传感器，只要满足△d<<d0的条件，则灵敏度均可视为常数。
（√）１７．由同一材料构成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。
（√）１８．用热电偶测温时，冷端温度的改变对测量结果是有影响的。
（√）１９．直流电桥的平衡条件是R1R3＝R2R4。
其电桥灵敏度是供桥电源的函数。
（√）２０．交流电桥达到平衡时条件必须满足4321zzzz=，4321φφφφ+=+。
（×）２１．交流电桥可测静态应变，也可测动态应变。
（√）２２．调频波是频率不变，幅值也不变的已调波。
（×）２３．电压放大器的连接电缆长度发生变化时，仪器的灵敏度不发生变化。
校园实训室玻璃地板破碎报警器电路设计
校园实训室玻璃地板破碎报警器电路设计安然【摘要】校园内实训室选择用玻璃地板装修,存在破碎、漏电等隐患,考虑设计一款玻璃破碎报警器来提高安全防护的效果,通过选用压电式玻璃破碎传感器Z02B来测量外界信号的变化,从而驱动报警执行机构进行报警.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)011【总页数】2页(P121-122)【关键词】Z02B;震动报警电路;放大电路【作者】安然【作者单位】运城职业技术学院山西运城 044000【正文语种】中文0 引言目前校园内实训室的装修也像家居装修一样越来越新颖，以前的地板局限于瓷地板和木地板等，而现在很多实训室采用了玻璃地板，玻璃地板的原材料是钢化玻璃，具有很强的稳固性和抗冲击性，不会像普通玻璃一样易碎。
运城职业技术学院的计算机网络实训室之所以选择玻璃地板，是因为相比其他材料的地板，玻璃地板不仅是新颖美观，更是服务于《网络综合布线》这门课程。
网络实验室拥有千兆交换机、千兆路由器、千兆防火墙、入侵检测、语音网关等网络设备，承担着计算机网络、组网技术与网络管理、服务器管理与维护、网络工程与综合布线、网络安全技术等课程的实践教学工作。
能提供从核心层、骨干层、汇聚层到接入层等不同业务的网络应用，可开设交换实验、路由实验、安全实验、VOIP实验、无线网络实验、认证计费实验、综合网络实验、逻辑网络实验等。
搭建玻璃地板可以直观地看到地板下面各种电缆的铺设方式，便于学生的学习。
不过玻璃地板存在隐患，如果破碎，会出现人员的伤亡和漏电等重大事故，本文针对这一点设计一款实训室玻璃地板破碎报警器。
1 电路框图压电式振动传感器是专门用于检测玻璃破碎的一种传感器，适用于一些特殊场合的报警。
它主要是利用压电元件对振动敏感的特性来感知玻璃地板的撞击和破碎时产生的振动波。
传感器把振动波转换成电压信号输出，输出电压经过放大、滤波、比较等处理后提供给报警系统，如图1所示。
图1 压电式玻璃破碎报警器电路框图2 任务实现2.1 压电式玻璃破碎报警器的选用随着技术的发展，新型振动传感器性能越来越好，本设计选用Z02B集成高灵敏度的振动传感模块，使用时将传感器用胶贴在玻璃上，然后通过电缆和报警器相连。
传感器应用技术复习题与答案
传感器应用技术复习题与答案1. 将传感器的电阻值、电容值或电感值变化量转换成易于传输的电流或电压，通常要用到（）电路。
[单选题] *电桥(正确答案)放大A-D转换以上均可2. 以下不属于直流电桥应用情况的是（）。
[单选题] *热敏电阻应变电阻压敏电阻螺管式差动传感器(正确答案)3. 以下（）电桥在传感器实际应用电路中使用效果最佳。
[单选题] *四等臂(正确答案)惠斯通对等以上均选4. 目前检测系统中的放大电路，除特殊情况外，基本均采用（）构成的放大电路。
[单选题] *晶体管放大器运算放大器(正确答案)高压放大器阻抗放大器5. 通常情况下，运算放大器正电源VCC和负电源VEE应满足（）关系。
[单选题] *VCC＞VEEVCC＜VEEVCC=VEE(正确答案)没有规定6. 理想运算放大器应满足以下（）条件。
[单选题] *端口输入电阻Ri趋于无穷大端口输出电阻Ro趋于零运放增益A趋于无穷大以上均选(正确答案)7. 以下（）是常用的运算放大器。
[单选题] *同相放大器反相放大器差分放大器A和B(正确答案)8. 以下（）是典型的传感器测量电路。
[单选题] *电桥电路放大电路A-D转换电路ABC(正确答案)9. 计算机中广泛采用（）A-D转换器作为借口电路。
[单选题] *逐次逼近式(正确答案)双积分式计数器式并行10. 以下温度传感器属于电测量型的是（）。
[单选题] *热电偶传感器热电阻传感器热敏电阻传感器A和B(正确答案)11. 以下（）传感器适用于温度检测精度要求比较高的场合。
[单选题] *热电阻(正确答案)热敏电阻直流电桥热电偶12. 目前较为广泛使用的热电阻材料为（）等。
[单选题] *铂铜镍ABC(正确答案)13. 以下属于热电阻传感器特点的有（）。
[单选题] *电阻温度系数大线性好、性能稳定使用范围窄、加工复杂14. （）温度系数热电阻传感器的阻值随温度升高而增大。
[单选题] *正(正确答案)负随机A或C15. （）温度系数热电阻传感器的阻值随温度升高而减小。
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*欧阳光明*创编 2021.03.07HEFEIUNIVERSITY OFTECHNOLOGY欧阳光明（2021.03.07）《传感器原理及应用》课程课外学分项目名称压电式玻璃破碎报警器项目组成员成绩机械与汽车工程学院机械电子工程系二零一四年五月压电式玻璃破碎报警器摘要：我们设计的是压电式玻璃破碎报警器。
在很多安全场合，比如博物馆防盗和重要机密或重要文件保存以及家用防盗，都需要设置玻璃破碎报警器来保证其安全。
目前采用最多的就是压电式玻璃破碎报警器，它具有使用频带宽、灵敏度高、结构简单、工作可靠、质量轻、测量范围广等许多优点。
1压电效应压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础。
这些物质在沿一定方向受到压力或拉力而发生变形时，其表面上会产生电荷；若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现象就称为压电效应。
而具有这种压电效应的物体称为压电材料或压电元件。
常见的压电材料有石英、钛酸钡等。
左图示为天然结构的石英晶体，它是个六角形晶柱。
在直角坐标系中z 轴表示其纵向轴，称为光轴；x 轴平行于正六面体的棱线，称为电轴；y 轴垂直于正六面体棱面，称为机械轴。
通常把沿电轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；在光轴方向受力时则不产生压电效应。
压电效应可分为正压电效应和逆压电效应正压电是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。
逆压电是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。
用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。
压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。
压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。
例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
2工作原理压电陶瓷片具有正压电效应：压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形时将会在其表面产生电荷，且产生的电荷量Q 与作用力成正比，Q=33d F ，33d 为陶瓷的压电系数，F 为极化方向作用力。
压电传感器还具有一个重要特点：只能用于测量动态变化的信号，高频响应较好。
压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料，呈电中性，不具有压电性质。
当外加电场增强到一定程度，材料的极化达到饱和程度时，所有电畴极化方向与外电场方向一致，即使外电场去掉，电畴极化方向基本不变，此时材料才具有压电特性。
玻璃破碎时会产生10k~15k的高频声音信号，该信号可使压电传感器的压电元件产生正压电效应。
因而压电陶瓷片可对玻璃破碎信号进行有效检测，并对10kHz以下的声音有较强的抑制作用，从而检测玻璃是否发生破碎。
玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃的厚度、材料有关。
使用石英玻璃在25℃、湿度25%时的破碎频率为12kHz。
玻璃破碎探测器按照工作原理的不同大致分为两大类：一类是声控型的单技术玻璃破碎探测器，它实际上是一种具有选频作用（带宽10到15KHz）的具有特殊用途（可将玻璃破碎时产生的高频信号驱除）的声控报警探测器。
另一类是双技术玻璃破碎探测器，其中包括声控-震动型和次声波-玻璃破碎高频声响型。
声控-震动型是将声控与震动探测两种技术组合在一起，只有同时探测到玻璃破碎时发出的高频声音信号和敲击玻璃引起的震动，才输出报警信号。
次声波-玻璃破碎高频声响双技术探测器是将次声波探测技术和玻璃破碎高频声响探测技术组合到一起，只有同时探测敲击玻璃和玻璃破碎时发出的高频声响信号和引起的次声波信号才触发报警。
玻璃破碎探测器要尽量靠近所要保护的玻璃，尽量远离噪声干扰源，如尖锐的金属撞击声、铃声、汽笛的啸叫声等，减少误报警。
3灵敏度传感器的灵敏度有两种表示法：当它与电荷放大器配合使用时，用电荷灵敏度Sq表示；与电压放大器配合使用时，用电压灵敏度Sv表示，其一般表达式为和下面以常用的压电陶瓷加速度传感器为例讨论影响灵敏度的因素。
压电陶瓷元件受外力后表面上产生的电荷为Q=d33F，因为传感器质量块ｍ的加速度ａ与作用在质量块上的力Ｆ有如下关系，即F=ma这样，压电式加速度传感器的电荷灵敏度与电压灵敏度就可用下式表示，即由上两式可知：压电式加速度传感器的灵敏度与压电材料的压电系数成正比，也和质量块的质量成正比。
为了提高传感器的灵敏度，应当选用压电系数大的压电材料做压电元件，在一般精度要求的测量中，大多采用以压电陶瓷为敏感元件的传感器。
4频率特性压电式加速度传感器，可以简化成由集中质量ｍ、集中弹簧刚度ｋ和阻尼系数ｃ组成的二阶单自由度系统，因此，当传感器感受振动体的加速度时，可以列出下列运动方程式式改写为根据求二阶传感器频响特性的方法，获得压电加速度计的幅频特性与相频特性分别为因为质量块与振动体之间的相对位移Xm-X就等于压电元件受到作用力后产生的变形量，因此，在压电元件的线性弹性范围内有由于压电片表面产生的电荷量与作用力成正比，即Ｑ＝ｄＦ，因此将式子带入得到压电式加速度传感器灵敏度与频率的关系式，即上式所表示的频响特性曲线为二阶特性曲线，如下图所示。
由下图可见，在ω／ωｎ相当小的范围内，有5方案在玻璃附近安装压电传感器，当压电元件表面因玻璃破碎产生的高频声音信号而受振动时，压电传感器就会产生一定的电压脉冲。
该电压经放大后送入带通滤波器，以提高灵敏度和减少误报。
压电传感器产生的是交流信号，需经过交直流变换变成直流信号后才能送入比较器。
比较器产生标准的下降电压引起单片机中断执行显示、报警操作。
系统总体框图1如下：6硬件设计1、 压电传感器选用压电陶瓷作为压电传感器，压电传感器可等效为一个电压源，如图所示：图2压电传感器等效电路Ca 为压电传感器等效电容、Ra 为传感器漏电阻，Cc 为电缆电容，Ri 是后级电路的输入阻抗，Ci 是其输入电容，R=Ra//Ri 。
若压电元件受正弦力f = Fmsin ωt 的作用时，经计算前置放大器输入电压Ui 的幅值为：令ω0=1/［R （Ca + Cc + Ci ）］，当 ω/ω0>3 时，可认为Uim 与ω无关。
利用压电传感器可检测玻璃破碎产生信号的强弱。
2、前置放大电路压电传感器输出电压信号很微弱，通常只有几十毫伏，而且压电传感器输出阻抗很高。
为达到阻抗匹配和信号放大的作用，选用低噪声、高输入阻抗的仪表放大器AD620作为前置放大器对信号进行放大。
AD620放大增益可通过电位器RG 调节，增益14.49+=RG k A 放大电路如图3所示3、带通滤波器由于玻璃破碎产生的声音信号频率一般为10k~15k，为减少误报，信号经放大后, 需经带通滤波器进行滤波, 要求它对选定的频谱通带的衰减要小, 而带外衰减要尽量大。
采用二阶压控电压源带通滤波电路，如图4所示。
可由设计手册根据中心频率和带宽选取电阻电容值。
令滤波器中心频率f=12.5KHz，带宽BW=5KHz，取C=0.01uF由公式R=1/2πfC，可求得R=1.27kΩ，R2=R=1.27kΩ，R3=2.54kΩ再由Q=1/(3-Av)，BW=f/Q，求得A=2.6，Q=2.5又由于Rf//R4=R3=2.54kΩ，A=1+Rf1/R4，求得Rf=6.6kΩ，R4=4.13kΩ图4 带通滤波器4、直流变换与比较输出电路信号经输入调理电路后是一串被放大了的脉冲波，但是进入比较器的信号必须是直流电压。
采用AD736进行交直流变换，有比较成熟的电路。
其输入信号是有效值，最大为200mV。
比较输出是单片机能否正常显示、报警的关键，电路中采用LM393进行电压比较。
其工作原理如下：输入信号与参考电压Ref进行比较，当输入信号小于Ref时，比较器输出标准的+5V电压；当输入信号大于Ref 时，比较器输出低电平。
从AD736出来的直流电压是随传感器的信号变化的，每当有声音振动信号时，从比较器出来的电压会形成一个标准的下降沿电压，触发单片机中断。
电路如图5所示：图5 交直流变换与比较输出电路5、灵敏度调节电路为了实现对玻璃破碎振动级别的识别，设计了报警灵敏度调节电路，可以通过调节它的不同级别来起到对不同强度的振动有滤过作用。
采用调节比较器的比较电压来实现灵敏度的调节。
因为AD736的最大输出电压为200mV，所以Ref 也应小于200mV。
故需要分压电路，采用电位器Rp对5V电源进行分压，由4选1模拟开关构成4档比较电压，通过单片机P1.0和P1.1口进行控制。
电路如图6所示。
图6 灵敏度调节电路6、显示及报警电路利用PNP 三极管的输出特性，将基极通过R1 接在P1.2 脚，发射极通过二极管接蜂鸣器。
当P1.2输出高电平时，三极管发射结截止，蜂鸣器不响。
当P1.2 输出低电平时，三极管工作在放大状态，蜂鸣器会发出响声，同时发光二极管发出红光，实现报警。
在实际应用中可采用单片机控制继电器的关断，从而接通声光报警器。
如图7所示：图7 报警电路7玻璃破碎报警器的电路图压电陶瓷片B将碎发的振动信号或响声转化成电信号，这个极端的电信号经过由三极管VT1和VT2构成的直耦式放大器放大后，利用C2从VT2的集电极上取出放大信号，然后经过二极管VD1和VD2倍压整流后，使VT3导通，VT3导通后在R4两端产生的压降使单向可控硅VS导通并锁存，于是语音报警喇叭HA通电反复发出声音，这时只要按下SB，方可解除警报声。
该装置的电源是由电源变压器T将220V市电降压为12V，经QD全桥整流、C3滤波后供给整机工作。
为了防备交流电中断，还增加了12V电池组。
这样当电网停止供电时，G自动续接供电，当电网复电后，G自动停止供电，始终让报警电路处于准备状态。
8选型因为玻璃破碎所发出的频率处于10-15KHz之间，而LC01系列压电加速度传感器，是内装微型IC-集成电路放大器的压电加速度传感器，它将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体，能直接与记录和显示仪器连接，简化了测试系统，提高了测试精度和可靠性。
其突出特点如下：低阻抗输出，抗干扰，噪声小性能价格比高，安装方便，尤其适于多点测量稳定可靠、抗潮湿、抗粉尘、抗有害气体。
而且它的线性度<1%，输出阻抗小，温度适应范围大等特点非常符合设计要求。
LC01系列传感器参数ZCC-200系列的振动传感器能将振动物体的机械能转化为电量，可以广泛应于于各种行业，它的技术参数也复合系统的设计要求。
ZCC-200系列传感器参数ZCC-201传感器实物图软件流程图单片机选型AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。