加速度传感器课程设计
课程设计 基于加速度传感器的计步器设计
课程设计（报告）题目：基于加速度传感器的计步器设计课程：传感器与检测技术基于加速度传感器的计步器设计摘要随着我们生活水平的不断提高，社会各阶层的人们开始对身体健康尤其的关注。
然而健身的方法数不胜数，步行是最好的运动之一。
健康需要走出来，行走锻炼——人类生命健康的加氧站。
步行是一种静中有动、动中有静的健身方式，可以缓解神经肌肉紧张。
据专家实验得出，当烦躁、焦虑的情绪涌上心头时，我们以轻快的步伐散步15分钟左右，即可缓解紧张、稳定情绪。
计步器功能可以根据计算人的运动情况来分析人体的健康状况。
而人的运动情况可以通过很多特性来进行分析。
比如人在运动时会产生加速度。
论文主要采用了以单片机AT89C52为核心的计步器控制系统，并实现运动计步，是通过人运动时产生加速度变化来实现的，本文利用具有体积小，功耗低，三轴加速度传感器MMA7455来实现，采集到的加速度数据通过适当的算法就可以实现计步功能，最后通过LCD1602给予显示。
本设计的特色在于完整的设计出计步器及其控制电路，整个系统具有控制方便，检测精确，硬件结构简单，方便携带，成本较低等优点。
关键词：单片机；加速度传感器；液晶显示Abstract With our continuous improvement of living standards, social strata, especially the health of people began to concern. However, numerous methods of fitness, walking is the best exercise one. Health needs to come out, walking exercise - human life and health and oxygen station. Walking is a static in action, moving in a static way of fitness, can relieve nerve muscle tension. According to experts, experimentally derived, when irritability, anxiety in my heart, we are walking at a brisk pace for about 15 minutes, you can relieve tension, emotional stability. Pedometer function can be calculated according to the movement of the person to analyze human health. And the movement of people can be analyzed through a number of characteristics. Such as human in motion will produce accelerations.Thesis uses a microcontroller AT89C52 as the core control system pedometer, pedometer and achieve movement is produced by the human movement acceleration change to achieve, this paper has a small size, low power consumption, triaxial acceleration sensor MMA7455 to implementation, the acceleration data collected through appropriate algorithms can achieve step count, and finally through LCD1602 given display.This design feature is the complete design of a pedometer and its control circuit, the whole system easy to control, detection accuracy, the hardware structure is simple, easy to carry, and low cost.Keywords: Mcrocontroller, Acceleration sensors, LCD目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究目的及意义 (1)1.2 国内外计步器的发展情况 (2)1.3 计步器的原理及分类 (3)2 计步器系统总体设计结构设计 (9)2.1 计步器总体设计 (9)2.2 三种计步器的对比 (9)2.3 系统硬件结构方案设计 (12)2.4 系统设计方案论证 (13)3 计步器系统硬件电路设计 (13)3.1 加速度传感器电路 (13)3.2 单片机系统电路 (20)3.3 LCD显示电路 (23)3.4 开关与电源电路 (25)4 计步器系统软件设计 (27)4.1 主程序流程图 (27)4.2 子程序流程图 (28)5 计步器调试与结果分析 (28)5.1 实物系统调试 (28)5.2 结果分析 (33)6 总结与展望 (33)参考文献 (34)附录程序代码 (35)1.绪论1.1课程研究目的及意义智能仪器是当代发展最为迅猛的科学技术，在工业领域得到了广泛的应用。
基于加速度传感器为基础的计步器毕业设计
基于加速度传感器为基础的计步器毕业设计1.绪论1.1课程研究目的及意义智能仪器是当代发展最为迅猛的科学技术，在工业领域得到了广泛的应用。
基于仪器仪表智能化的发展趋势，发展出很多以单片机为基础的智能仪器产品。
在日常生活中，计步器的应用得到了广泛的认可，计步器最基本的功能就是计步，在你散步甚至跑步的时候能帮你计算总共走了几步。
除了计步功能，卡路里，距离，收音机和时间也是计步器通常带有的功能，这些功能都非常普遍。
随着发展的深入，温度计，高度计、心率计、秒表和气压计等很多针对户外活动的功能也越来越多的应用于计步器。
目前，计步器的构成有机械式和电子式两种。
机械式的计步器利用人行走时的振动引起计步器内部簧片或者弹力小球的振动来产生电子脉冲，内部处理器通过判断电子脉冲的方法来达到计步的功能。
这种机械方式的成本比较低，但是它的准确性和灵敏度很低。
另一种是基于加速度传感器的电子式的计步器，可以精确测得人行走时的步态加速度信号。
通过微控制器相关算法可以获得人行走时的步数，这种电子计步器具有功耗低，精确度和灵敏度高等优点。
其中本文讨论的基于加速度传感器为基础的计步器正好利用了加速度特性来进行分析，行走或跑步过程中人体的多处部位都在运动，会产生相应的加速度，加速度与时间成正弦曲线，并且会在某一点形成峰值，因为通过计算可以计算步数，估算距离。
因为其种种优点逐渐成为计步器市场上的代表。
美国医学专家推荐了一个用走路自测健康状况的公式：如果你能在10分钟内走完1000步，说明健康状况良好；如果能在20分钟内走完2000步，说明健康状况优秀；而如果能在30分钟内走完3000步，那么你的身体状况与一个青壮年小伙子一样棒。
正因为步行对健康起到如此重要的作用，而又需要比较合理的测出行走的步数，一个小巧方便的计步器是不可或缺的。
它是一种健康电子产品，顾名思义就是在你走步的时候帮你计算一共走了多少步，是一个既经济又科学的小工具。
计步器可以帮我们完成每天走步计数目标。
传感器课程设计--压电式加速度传感器的设计
课程设计说明书题目：压电式加速度传感器的设计学院（系）：电气工程学院课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：自动化仪表系说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
目录示例目录第1章摘要 (1)第2章引言 (2)第3章电路仿真及准备作 (3)第4章压电式加速度传感器的参数设计及计算 (12)4.1 结构设计 (12)4.2 电容设计与计算 (12)4.3 其他参数的计算 (12)第5章误差分析 (13)第6章结论 (14)心得体会 (14)参考文献 (15)第一章摘要传感器是一门集合多种科学技术的科学，它利用各种原理如光电效应、压电效应,等等的原理，来根据被测物体的变化来反映待测量的变化的科学。
传感器是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。
现代测量、控制与自动化技术的飞速发展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。
传感器的使用也越来普遍，在当今社会里起到了很大的作用，与此同时传感器的技术要求也在不断提高，对传感器的设计，性能，功能提出了更高的要求，显而易见传感器在以后的社会发展中将会起到越来越重要的作用。
压电式传感器是基于压电效应的传感器。
压电效应是一种能实现机械能与电能相互转换的效应，当有力作用于压电元件上时，压电元件会产生电荷，传感器中利用电荷放大电路，将电荷的变化表现到电压的变化，从而来确定待测物体的运动状态。
经过一定转换电路来实现我们所需要的测量的输出。
压电式传感器的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。
缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。
第二章引言压电式传感器是基于压电效应的传感器，就要求必须将电荷的变化通过电路来表现出来，这就要求将电荷的变化转换成电路中电流的变化或者电压的变化，此时必须用到电荷放大电路来实现。
电荷放大电路是压电传感器的核心电路，它将电荷的变化转换电压的变化，从而实现了测量的意义，可以根据电压的变化来判断被测物体的变化或者运动状态。
应变片式加速度传感器设计
应变片式加速度传感器姓名：学号：院（系）：电气工程学院专业名称：电气工程及其自动化班级：电气2（专升本）2015年5月20日说明书摘要通过应变片感应加速度的变化，并把应变片接到直流电桥中，通过电阻的变化引起直流电桥电压的变化，再将电桥输出的电压通过逻辑电路放大输出，然后将输出的电压信号送到控制中心，从而达到对加速度进行实时监控的目的。
其结构由（1）惯性质量块（2）应变量(3) 硅油阻尼液(4)应变片(5)温度补偿电阻(6)绝缘套管(7)接线柱(8)电缆(9)压线柱(10)壳体(11)限位块组成。
应变片式加速度传感器通过敏感栅将低频运动物体的加速度转化为应变片的应变，引起电桥桥臂电阻的变化，经过温度补偿、放大后输出加速度信号。
其特点为应变片式加速度传感器具有体积小、低功耗、结构简单、抗干扰能力强、运行稳定、经济性好。
摘要附图应变式加速度传感器示意图权利要求书1、通过应变片感应加速度的变化，并把应变片接到直流电桥中，通过电阻的变化引起直流电桥电压的变化，再将电桥输出的电压通过逻辑电路放大输出，然后将输出的电压信号送到控制中心，从而达到对加速度进行实时监控的目的。
其结构由（1）惯性质量块（2）应变量(3 )硅油阻尼液(4)应变片(5)温度补偿电阻(6)绝缘套管(7)接线柱(8)电缆(9)压线柱(10)壳体(11)限位块组成。
电桥采用直流12V电源供电，采用稳压的直流电源供电，运放器采用双电源供电，电源电压为±12V。
2、加速度传感器的敏感轴检测输入加速度，并将其作用转换为电阻应变片阻值的变化，通过变送电路，将这种变化转换为对应的电压输出，从而达到测量加速度的目的。
传感器的主要量程：±20g；输出：0～5V；零位输出：2.5V，用应变片测量的应变是通过测量敏感栅的电阻相对变化来得到。
应变片灵敏度系数很小（K≈2），而机械应变一般在10με～3000με之间（有时也可达到6000με），电阻相对变化是很小的，需要采用差动电桥。
A3《认识microbit加速度传感器及其应用》主题说明
五、实践创新
六、课堂小结
七、课堂练习
自评等级
J优秀口合格口不合格
八年级学生
教学重点
MakeCode的功能模块及所包含的指令。
学习难点
利用“变量”和“数学”模块的指令设计加法运算器和掷骰子游戏。
主要内容
一、学习目标
（1）micro： bit加速度传感器的使用方法。
（2）数码骰子猜数游戏的设计与实现。
二、课堂导入
播放《加速度传感器》《儿童重力感应互动地砖灯》《计步手环》等视频片断 三、认识“逻辑”模块
《认识microbit加速度传感器及其应用》主题说明
基本信息
县（市、区）学校姓名学科信息技术
能力维度
口学情分析0教学设计口学法指导口学业评价
所属环境
0多媒体教学环境演示文稿设计与制作
教学环境
多媒体环境
课题名称
《认识microbit加速度传感器及其应用》
教学对象
课程设计(论文)—应变式加速度传感器设计
一．传感器设计1、应变式加速度传感器简介能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，称为传感器，通常由敏感元件和转换元件组成。
应变式加速度传感器是一种低频传感器，由弹性梁，质量块，应变片及电桥等组成，质量块在加速度作用下，产生惯性力使弹性梁变形，引起应变片阻值发生变化，通过电桥来获取信号，是车辆振动测量常用传感器。
2应变式加速度传感器结构在这种传感器中,质量块支撑在弹性体上,弹性体上贴有应变片（图1）。
测量时,在质量块的惯性力作用下,弹性体产生应变,应变片把应变变为电阻值的变化，最后通过测量电路输出正比于加速度的电信号。
弹性体做成空心圆柱形增加传感器的固有振动频率和粘贴应变片的表面积。
另一种结构形式为悬臂梁式，弹性振梁的一端固定于外壳，一端装有质量块。
应变片贴在振梁固定端附近的上下表面上。
振梁振动时，应变片感受应变。
应变片可在测量电路中接成差动桥式电路。
应变片加速度计也适用于单方向（静态）测量。
用于振动测量时,最高测量频率取决于固有振动频率和阻尼比,测量频率可达3500赫。
下图是传感器结构图图1传感器结构简图Ebh H = R - R2- ⎪3 应变式加速度传感器特点这种结构灵敏度高，但体积较大，实际应用中需要硅油提供大的阻尼力应变式振动传感器的主要优点是低频响应好，可以测量直流信号（如匀加速度）。
4.计算设计：设计步骤根据设计指标估计如下结构参数： 梁长度：L (mm):11 梁宽度：b (mm):5 梁厚度：h (mm):0.5 质量块半径：r (mm):3 质量块厚度：c (mm):4 许用应力系数取：0.55；梁根部最大应变：ε max≤400 (μ ε )。
基本原理：质量块 M 在加速度 a 作用下产生惯性力： F = Maa梁在惯性力的作用下产生应变： ε = 6Lx x2Fa应变引起应变片阻值变化Δ R ，电桥失去平衡而输出电压，通过测量电压可求得 加速度。
计算梁的最大挠度挠度反映梁质量块的活动空间⎛ B ⎫2 ⎝ 2 ⎭(mm) w = ( R - H ) - (c + 0.5h) (mm)wmax< w 0(mm)6x=1.5929⨯ 10 -4 (ε/g ) x =3.1857e-006(ε/g ) Ebh 2如图所示，代入 R=7，B=6，c=4,h=0.5,得 H= 6.7544e-004mm, w =0.0021mm壳体质量： m =壳体体积 ⨯ 壳体材料密度 0质量块质量： m =质量块体积 ⨯ 质量块材料密度1弹性梁质量： m = 梁体积 ⨯ 梁材料密度(g) 2 硅油质量： m = 充油空间 ⨯ 硅油密度3质量块等效质量： M = m +m2(kg )1由上面给出的数据，可得 m =1.8g ， m =0.216g12得 M=0.0105kg 。
应变式加速度传感器
传感器与测控电路课程设计说明书题目应变片式加速度传感器的设计姓名学院机电工程学院专业测控技术与仪器学号指导教师成绩二〇一零年六月二十三日目录一、设计题目 (3)二、设计任务及技术指标 (3)三、设计要求 (3)四、构造及其原理概述 (4)五、结构设计 (5)六、应变片的选择及其设计计算 (7)七、转换电路的设计 (9)八、外部电路的设计 (10)九、结构和辅助零件的设计 (11)十、精度误差分析 (12)十一、课程设计总结 (13)十二、参考文献 (14)附录：传感器设计CAD零件图 (15)传感器设计CAD装配图 (16)测控电路原理Proteus图 (17)一、设计题目应变式加速度传感器的设计二、设计任务及技术指标1、工作在常温、常压、静态、环境良好。
2、精度0.1%FS。
3、测量范围20ｇ。
4、频响：0.1~100HZ。
5、电桥电压：5V。
三、设计要求1、利用电阻或半导体的应变效应设计加速度传感器，将所测的加速度转换成电信号。
2、根据被测量，设计传感器的性能参数和结构参数。
3、根据传感器敏感元件输出电量的类型设计转换电路和后续信号处理电路。
四、构造及其原理概述1、金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化。
2、用应变片测量受力变形时，将应变片粘贴于被测对象表面上。
在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片的敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应的变化。
通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化。
根据式σ=Eε式中σ：测试的应力；E：材料弹性模量可以测得σ应力值。
通过弹性元件将加速度转换为应变，因此可以用应变片测量加速度，从而做成应变式加速度传感器。
3、如图为加速度传感器的结构示意图。
图1 加速度传感器结构简图图2 传感器结构示意图1.壳体2.重块3.电阻应变片4. 硅油测量时，将传感器的壳体与被测对象感性连接。
当有加速度作用在壳体上时，由于梁的刚度很大，惯性质量块也以同样的加速度运动，产生的惯性力与加速度成正比。
信息技术_小学《变脸》加速度传感器与变量的使用【教学设计】.doc(公开课、研标课、优质课教案)
《变脸》教学设计——加速度传感器与变脸的运用教学目标：知识与技能目标：1、熟悉加速度传感器组件，了解什么是传感器，以及传感器在手机中的应用；掌握“加速度传感器”在学会用 APP inventor 完成变脸动画场景的分析，进一步巩固场景设计的三步骤；2、移动端的作用和积木块的使用方法；3、掌握变量的定义、设置和读取变量以及变量的表达式。
4、测试程序并发送、安装到手机端是使用。
过程与方法目标：通过编写“变脸”程序，引导学生学会发现问题、思考问题和解决问题的方法；体会变量的设置和递增方法，感悟程序设计思想和方法。
情感态度与价值目标：1、通过编写、调试、修改和创新“变脸”程序，体验严谨、求实、质疑的学习态度。
2、愿意和小组同学交流思想，培养学生合作意识和实事求是的科学态度，提高学生对计算机科学的兴趣。
通过比赛竞技，引发学生深层的思考，提高动手能力和团结协作能力。
教学重难点：重点：掌握“加速度传感器”在移动端的作用和积木块的使用方法。
定义变量；变量的设置和读取，变量的表达式递增的使用。
难点：定义变量；变量的设置和读取，变量的表达式递增的使用。
重难点突破：小组合作与交流，教师精讲、点拨。
教法：引导、演示、任务驱动法、情景教学法学法：学生尝试练习、自主学习、合作探究课时：1 课时课型：新授教学准备：学生启动 App Inventor 程序，把手机和主机连接，用 360 手机助手连接手机，并使用 360 的手机助手的演示功能把手机屏画面转换到计算机上，为程序的测试做好准备。
（硬件和软件准备到位）教学过程：（一）情景导入，激发兴趣1、播放视频，介绍变脸【教师活动】：上课伊始，老师先请同学们欣赏一段视频，播放《变脸》的视频（1 分钟）【教师活动】：变脸是川剧表演的特技之一,川剧的变脸绝技，让人匪夷所思；1999 年时，就以二十五秒变换十四张脸，露出本脸再变回来四张脸谱创《吉尼斯纪录》、《中国电视吉尼期斯纪录》，真是值得惊叹的事情！【学生活动】：观看视频【师生互动】：今天老师挑战这个项目，给大家表演川剧绝活《变脸》，一项新的吉尼斯记录将会打破，现在是见证奇迹的时候，请大家给点掌声鼓励！2、教师给学生表演变脸【教师活动】：师用模具进行表演【师生互动】：老师的表演精彩吗？生答；【师生互动】：不精彩吗？没有打破世界记录。
电位器式加速度传感器设计
湖南科技大学课程设计课程设计名称：《传感器/测控电路》课程设计学生姓名：杨振峰学院：机电工程学院专业及班级：测控技术与仪器二班学号：1203030216指导老师：余以道、杨书仪2015年6月目录一.绪论 (1)二.课程设计的任务与要求 (1)三.课程设计的内容………………………1.课程设计方案的确定2.电位器式加速度传感器的基本原理3.传感器结构设计及计算4.测控电路的设计与计算四.总结与分析……………………………五.参考的文摘……………………………一、前言我国国家标准（GB 7665-1987）中传感器的定义是；“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的期间或装置”。
信息技术已成为当今全球的战略技术，作为各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件——传感器，已成为各个应用领域，特别是自动检测、自动控制系统中不可缺少的核心部件。
传感器技术正深刻影响着国民经济和国防建设的各个领域。
例如，化工产品自动生产，各种航天器上，生物工程、环境保护、灾情预报、生命科学等等每一项现代科学技术的研究以及人们的日常生活等，几乎无一不与传感器和传感器技术紧密联系着。
因此，毫不夸张地说：没有传感器及其技术将没有现代科学技术的迅速发展。
作为当代理工科而且学习过传感器，测控电路知识的大学生，学习如何设计一个简单实用的传感器并掌握其设计思路是非常有必要的。
二、课程设计的任务与要求1、传感器设计部分：①根据被测量选择传感器的类型；②根据被测量与电阻、电感、电容、电磁转换原理及压电、光电、热电效应等，选择传感器的性能和结构参数；③根据传感器敏感元件输出电量的类型设计转换电路和后续信号处理电路。
2、传感器测控电路设计部分：①将传感器敏感元件测量的物理量（如位移、加速度、温度、压力等）转换成电信号（电压、电流或电荷量）；②根据功能要求设计放大电路、滤波电路、调制解调电路、限幅电路等，提取有用信号，剔除无用信号；③经过A/D 转换、运算处理得到被测信号的各种所需参数。
压电式传感器测量加速度课程方案
本文研究设计的压电式传感器测量加速度采用了通用的电子元器件，利用压电式传感器，利用单实践，体现出大学生的动手能力。通过查资料和收集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且有原先的被动接受只是转换为主动寻求只是，这可以收拾学习方法上的一个很大突破。在以往的传统学习模式下，我们可能会记住很多书本知识，但是通过本次设计，我们学会了如何将学到的知识化为自己的东西，学会了怎么良好的处理知识和实践相结合的问题，把握重点，攻克难关，学到用到活学活用。在设计过程中由于时间仓促有很多地方难免存在不足之处，硬件设计已经完成，在调试设计中有些功能还尚未能开发出来。但在以后的设计中，我们会严格要求自己最求完美。
2.
第三章
上图显示了加速度传感器的结构.它具有两块X切向石英晶体,若对畕体施加压力则在中心电极上产生的电荷是叠加的，由环状弹賛施加的机槭顶载必须比预期沿向上方向所施最大加速度力要大。晶体的两外表面与壳罩相连因而处于低电位.此传感器具有0.62pC/g的输出，并在15kHz左右发生最低频率谐振。两晶体的电容仅有几个pF.从而与任一长度的电缆电容相比均可忽略不计。传感器重约250~300 g,可用螺栓固定=加上电缆.若总电容是500 pF.则开路输出电压是
随着现代科技的发展，传感器的应用也越来越重要，无论是那种传感器在今后的生活中一定是必不可少的应用元件。在现代的军事，家电，汽车，都离不开传感器的应用。因此我们要在以后的学习中更加努力，真正学好这门技术。
参考文献
[1]《传感器的理论与设计基础及其应用》单成祥国防工业出版社
[2]《压电式加速度传感器的结构改进与设计》叶伟国沈国伟绍兴文理学院
传感器的实验报告
课题名称：应用压电式传感器测
量加速度的电路设计
班级：05131102
加速传感器课程设计
加速传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解加速传感器的基本原理，掌握其工作方式和应用场景。
2. 学生能够描述加速传感器的物理量测量方法，以及如何将数据转化为有用的信息。
3. 学生能够了解加速传感器在智能设备中的应用，并举例说明。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，正确连接并操作加速传感器，进行简单的数据采集。
2. 学生能够运用数据处理软件，对加速传感器采集到的数据进行解析和分析。
3. 学生能够通过小组合作，设计并实现一个基于加速传感器的实际应用项目。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习加速传感器，培养对物理科学的兴趣和好奇心。
2. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生能够认识到科技发展对生活的影响，增强对科技创新的热情。
课程性质：本课程为初中物理学科的教学内容，以实践操作为主，结合理论知识，培养学生的实际应用能力。
学生特点：初中学生具备一定的物理知识基础，对新奇事物充满好奇，动手能力强，喜欢合作交流。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，突出实际操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，引导他们积极参与，鼓励创新思维。
通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续学习打下基础。
二、教学内容本章节教学内容围绕加速传感器的基本原理、操作方法及应用案例展开。
具体安排如下：1. 加速传感器基本原理：- 简介加速传感器的工作原理，如牛顿第二定律、电容式、压电式等；- 介绍加速传感器的物理量测量方法，如加速度、倾斜角等。
2. 加速传感器的操作方法：- 讲解加速传感器的硬件连接和调试方法；- 介绍数据处理软件的使用，如数据采集、解析和显示。
3. 加速传感器应用案例：- 分析加速传感器在智能设备中的应用，如手机、平板、穿戴设备等；- 举例说明加速传感器在日常生活和科技领域的实际应用。
4. 实践项目：- 设计并实现一个基于加速传感器的实际应用项目，如运动检测、游戏控制等；- 安排学生分组进行实践操作，培养团队协作和动手能力。
加速度传感器
武汉理工大学《传感器原理及应用》课程设计说明书绪言传感器原理课程设计是测控技术与仪器专业的必须完成的一个课程设计。
是一个重要的教学环节，通过本设计，培养学生理论联系实际的设计思想，训练综合运用传感器设计和有关先修课程的理论，结合实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固加深有关传感器设计方面的知识。
通过制定检测系统设计方案，合理选择传感器及其他元件，正确计算、选择各零件和元件参数，确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，达到了解和掌握检测系统综合设计过程和方法的目的。
进行设计基本技能的训练。
如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和数据处理及计算机应用的能力。
电阻应变式的加速度传感器应用越来越广泛，其测量精度、响应速度、测量范围以及使用的场合都在更进一步的提升。
本次的传感器课设，就是以测量加速度为目的而进行传感器的设计。
2 设计目的与内容2.1设计目的与要求采用电阻应变片设计一种电阻应变式加速度传感器，设计要求工作范围：-50 ~ +1500C ；工作频率：0 ~ 100Hz ；检测范围：0 ~ 100 m/s2；灵敏度：2mv/v。
2.2设计内容●正确选取电阻应变片的型号、数量、粘贴方式并连接成交流电桥；●选取适当形式的弹性元件，完成其机械结构设计、材料选择和受力分析，并根据测试极限范围进行校核；●完成传感器的外观与装配设计；●完成应变电桥输出信号的后续电路（包括放大电路、相敏检波电路、低通滤波电路）的设计和相关电路参数计算，并绘制传感器电路原理图；●按学校课程设计说明书撰写规范提交一份课程设计说明书（6000字左右）；●按机械制图标准绘制弹性元件图（4号图纸），机械装配图各一张（3号图纸）；3总体方案设计在以测量量为加速度的基础上进行传感器的设计。
传感器选择应用最广泛的电阻应变式传感器。
其后是放大器。
放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。
传感器有关的课程设计
传感器有关的课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握传感器的基本原理、类型和应用，培养学生运用传感器解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解传感器的定义、分类和作用；（2）掌握常见传感器的原理、结构和特点；（3）熟悉传感器在各个领域的应用。
2.技能目标：（1）能够分析传感器的工作原理和性能；（2）能够选用合适的传感器解决实际问题；（3）能够进行传感器的安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对传感器的兴趣和好奇心，激发学生学习传感器的热情；（2）培养学生团结协作、勇于创新的精神；（3）使学生认识到传感器在现代科技发展中的重要性，提高学生对传感器的关注度。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.传感器的基本概念：传感器的定义、作用和分类；2.传感器的工作原理：电阻式、电容式、电压式、霍尔式等传感器的原理；3.传感器的性能指标：灵敏度、准确度、响应时间、线性度等；4.常见传感器简介：温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等；5.传感器的应用：传感器在工业、农业、医疗、家居等领域的应用实例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：讲解传感器的基本概念、工作原理和应用；2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解传感器的作用；3.实验法：进行传感器实验，让学生亲身体验传感器的使用；4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程准备以下教学资源：1.教材：《传感器原理与应用》；2.参考书：国内外相关论文和书籍；3.多媒体资料：PPT、视频、图片等；4.实验设备：传感器实验套件、实验仪器等。
通过以上教学资源，为学生提供丰富的学习体验，提高学生的学习效果。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置适量作业，评估学生的知识掌握和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析问题能力；4.考试成绩：设置期中和期末考试，评估学生的综合运用能力。
加速传感器课课程设计
加速传感器课课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解加速传感器的概念、原理和应用，掌握使用加速传感器进行数据采集和分析的方法，培养学生的动手实践能力和科学探究精神。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：–了解加速传感器的基本原理和结构；–掌握加速传感器的使用方法和注意事项；–了解加速传感器在实际应用中的案例。
2.技能目标：–能够正确使用加速传感器进行数据采集；–能够运用数据处理软件对采集到的数据进行分析；–能够根据数据分析结果提出合理的结论。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对科学实验的兴趣和热情；–培养学生尊重事实、严谨治学的科学态度；–培养学生关注身边科技、服务社会的责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.加速传感器的基本原理和结构；2.加速传感器的使用方法和注意事项；3.加速传感器在实际应用中的案例分析；4.加速传感器的数据采集和分析方法；5.基于加速传感器数据的结论提出和验证。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解加速传感器的基本原理、结构和使用方法；2.案例分析法：分析加速传感器在实际应用中的案例，让学生了解其重要作用；3.实验法：引导学生动手实践，进行数据采集和分析，培养学生的实践能力；4.讨论法：学生分组讨论，分享实验成果，提高学生的合作意识。
四、教学资源为了保证教学的顺利进行，教师需要准备以下教学资源：1.教材和参考书：提供相关理论知识的学习资料；2.多媒体资料：制作课件和视频，帮助学生更好地理解抽象概念；3.实验设备：准备加速传感器、数据处理软件等实验器材；4.网络资源：提供相关的在线资料和案例，拓宽学生的视野。
五、教学评估本节课的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估其对知识的掌握和运用能力；2.作业：布置与课程内容相关的作业，评估学生对知识点的理解和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能、数据采集和分析能力；4.考试：设置期末考试，全面测试学生对课程知识的掌握程度。
应变式加速度传感器设计
第一部分应变式加速度传感器设计一、传感器结构图1、应变式加速度传感器结构简图2、传感器结构元件名称：3、基本尺寸：4、传感器弹性梁结构二、 材料表1、弹性梁材料(按学号最末一位数选取)2、壳体、质量块材料（1）质量块材料：碳钢弹性模量29N/m 102E ´=， 密度3g/cm 85.7=r（2）壳体材料：硬铝弹性模量211N/m 1072.0E ´=， 密度3g/cm 86.2=r3、阻尼材料、应变片（1）阻尼材料：甲基硅油密度()3g/cm 95.0=r ， 阻尼比5.0=V（2） 应变片： 硅应变片三、基本原理质量块M 在加速度a 作用下产生惯性力：Ma F a =，梁在惯性力的作用下产生应变：a xx F EbhL 26=e 应变引起应变片阻值变化ΔR ，电桥失去平衡而输出电压，通过测量电压可求得加速度。
四、设计步骤1、初步确定梁和质块的结构参数根据给定的传感器结构尺寸和设计指标，初步确定弹性梁和质块的结构参数：o 梁长度：L (mm)；o 梁厚度：h (mm)； o 梁宽度：b (mm)； o 质量块半径：r (mm)； o 质量块厚度：c (mm)；2、总质量及等效质量计算o 壳体质量：)g (壳体材料密度壳体体积0´=mo 质量块质量：)g (质量块材料密度质量块体积1´=mo 弹性梁质量：)g (梁材料密度梁体积2´=mo 质量块等效质量(惯性质量)：)kg (621m m M += o 硅油质量：)g (硅油密度充油空间3´=m3、计算梁的最大允许挠度挠度反映梁质量块的活动空间)mm (222÷øöçèæ--=B R R H)mm ()5.0()(0h c H R w +--=要求：)mm (0max w w <4、梁应变灵敏度计算(单臂)一个g 作用时，质量块产生的惯性力：)N (807.9)N (´==M Mg F g 贴片处梁长(根据应变片尺寸决定)：)mm (3-³L L x 梁应变灵敏度(贴片处的应变)：)ε/g (62EbhL F x g g =e5、梁根部应变检查梁根部允许最大应变：)ε(0004.0max £L e50g 作用时，质量块产生的惯性力：g a F Ma F ´==50)N ( 梁根部应变：max 2)ε(6L a L Ebh LF e e £=如梁根部应变超限，修改参数重新计算。
zigbee加速度课程设计
zigbee加速度课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Zigbee无线通信技术的原理及其在物联网中的应用；2. 掌握加速度传感器的工作原理及其与Zigbee模块的连接方式；3. 学会解读加速度数据，并将其与物理运动学知识相结合，分析物体的运动状态。
技能目标：1. 能够运用Zigbee模块进行无线数据传输，并正确配置加速度传感器；2. 培养学生动手实践能力，通过实际操作连接传感器和Zigbee模块，收集数据；3. 提高学生的问题解决能力，通过分析加速度数据，解决实际运动学问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣，增强对新技术的探究欲望；2. 培养学生的团队协作精神，鼓励在小组讨论中分享观点，共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，了解无线通信技术在节能减排方面的优势。
课程性质：本课程为信息技术与物理学科相结合的实践课程，旨在通过实际操作，使学生掌握Zigbee加速度传感器在物联网中的应用。
学生特点：考虑到学生年级特点，课程内容以基础知识为主，注重培养学生的动手实践能力和问题解决能力。
教学要求：教师需提供明确的指导，保证学生在实践过程中能够正确操作，同时鼓励学生自主探索和思考，提高学习效果。
通过分解课程目标为具体学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍Zigbee无线通信技术的背景、原理及优势；- 讲解加速度传感器的基本原理、功能及在物联网中的应用；- 结合物理运动学知识，分析加速度与物体运动状态的关系。
2. 实践操作：- 教学学生如何正确连接加速度传感器与Zigbee模块；- 指导学生进行Zigbee网络配置，实现加速度数据的无线传输；- 引导学生利用采集到的加速度数据，分析物体的运动轨迹和速度变化。
3. 教学大纲：- 第一阶段：介绍Zigbee与加速度传感器的基础知识，使学生了解课程背景；- 第二阶段：讲解实践操作步骤，指导学生进行传感器与Zigbee模块的连接；- 第三阶段：开展实践活动，让学生动手操作，收集并分析加速度数据；- 第四阶段：总结与反思，让学生分享学习心得，提高对新技术的认识。
传感器课程设计加速度传感器
一、设计要求1、功能与用途加速度传感器在现代生产生活中被应用于许许多多的方面，如手提电脑的硬盘抗摔保护，另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，自动调节相机的聚焦。
而这些产品中由于要求对温度的干扰有很大的免疫力，其中采用的都是压电式加速度传感器。
压电加速度传感器还应用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面，灵敏度是压电加速度传感器应用时候要考虑到的重要因素之一。
概括起来，加速度传感器可应用在控制，手柄振动和摇晃，仪器仪表，汽车制动启动检测，地震检测，报警系统，玩具，环境监视，工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析；鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
2、指标要求分别用压电式传感器、电阻应变式传感器、电容传感器实现加速度的测量将非电量转化为电量输出。
二、设计方案及其特点依据压电效应、电阻应变效应以电容相关的物理参数及性质随外力而变化的特性，可制作成压电式加速度传感器、电阻应变式加速度传感器及电容式加速度传感器。
三种加速度传感器的设计及特点分别叙述如下：1、方案一压电式加速度传感器压电加速度测量系统结构框图如图1图1压电加速度传感器采用具有压电效应的压电材料作基本元件,是以压电材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。
这些压电材料,当沿着一定方向对其施力而使它变形时,内部就产生极化现象,同时在它的两个相对的表面上便产生符号相反的电荷;当外力去掉后,又重新恢复不带电的状态;当作用力的方向改变时,电荷的极性也随着改变。
电信号经前置放大器放大,即可由一般测量仪器测试出电荷(电压)大小,从而得出物体的加速度图2 压电式加速度计的幅频特性曲线加速度计的使用上限频率取决于幅频曲线中的共振频率图2。
方案二电阻应变式加速度传感器应变式加速度传感器主要用于物体加速度的测量。
其基本工作原理是：物体运动的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比，即a=F/m。
应变片式加速度传感器设计
应变片式加速度传感器设计1.设计原理2.结构设计传感器的主要结构包括应变片、桥路电路和信号处理电路。
2.1应变片应变片是传感器的关键部件，通常采用金属材料或半导体材料制成。
当物体受到加速度的作用时，应变片会发生形变，形变的大小与加速度呈正比。
应变片上的应变电阻会随着形变发生变化，从而产生电阻值的变化。
2.2桥路电路为了能够测量应变片上电阻值的变化，需要构建一个桥路电路。
常见的是通过四个电阻构成的Wheatstone桥路。
其中两个电阻为应变片上的电阻，另外两个电阻为参考电阻。
当应变片发生形变，引起电阻值的变化时，桥路电路会输出一个电压信号。
2.3信号处理电路传感器的信号处理电路用于将桥路电路输出的电压信号转换为对应的加速度值。
常见的信号处理电路包括放大电路、滤波电路和模数转换电路。
放大电路用于放大传感器输出的微弱电压信号，滤波电路用于滤除高频杂波，模数转换电路将模拟电压信号转换为数字信号。
3.应用3.1工业控制在工业控制中，可以使用应变片式加速度传感器测量震动、振动和冲击等物理量，从而监测设备和机械的状态，提前预警并进行故障诊断。
3.2车辆安全在汽车、火车等交通工具中，应变片式加速度传感器可以用于检测车辆发生的碰撞、刹车、加速等事件，从而触发安全气囊、防滚系统等被动安全装置的工作。
3.3航空航天在航空航天领域，应变片式加速度传感器可以用于测量飞机、火箭等飞行器所受到的加速度变化，从而检测飞行器的动态行为和状态。
总结：应变片式加速度传感器基于应变电阻效应，通过测量电阻值的变化，实现对物体加速度的测量。
传感器结构包括应变片、桥路电路和信号处理电路。
应变片式加速度传感器在工业控制、车辆安全、航空航天等领域有广泛的应用。
压变式加速度传感器课程设计
压变式加速度传感器课程设计任务要求：设计一款压变式加速度传感器，能够测量量程为±5g的加速度，并能够将加速度信号转换为电信号输出。
设计要求：1. 设计一款压变式加速度传感器，能够测量量程为±5 g的加速度，并能够将加速度信号转换为电信号输出。
2. 设计要求：a) 灵敏度不小于100mV/g；b) 输出阻抗不小于10kΩ；c) 输出信号为差分输出；d) 具有良好的线性度、稳定性和重复性；e) 传感器尺寸小，重量轻，便于安装和携带。
3. 设计内容：a) 传感器结构设计；b) 传感器原理及电路设计；c) 传感器测试及性能评估。
为了完成这个任务，需要了解压变式加速度传感器的工作原理以及相关的电路设计知识。
压变式加速度传感器是利用敏感元件的压电效应来检测加速度的，当加速度发生变化时，敏感元件的形变也会发生变化，从而产生与加速度成正比的电信号。
在设计过程中，需要考虑传感器的灵敏度、输出阻抗、输出信号形式、线性度、稳定性、重复性以及尺寸和重量等因素。
为了提高传感器的灵敏度和输出阻抗，可以考虑采用高灵敏度的压电材料，如压电陶瓷。
为了实现差分输出，可以使用差分放大电路。
为了评估传感器的性能，需要进行详细的测试和性能评估。
在设计过程中，还需要考虑传感器的安装和固定方式，以确保其在各种环境下都能保持稳定工作。
为了完成这个任务，你可能需要参考相关的文献和资料，学习压变式加速度传感器的设计和制造技术。
你还需要掌握相关的电路设计和测试技能，以便能够完成传感器的设计和性能评估。
在设计过程中，你还需要与指导教师和同学进行沟通和交流，以便能够得到他们的指导和帮助。
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4.5电压比较器分析…………………………………………………7
4.5逻辑电路分析……………………………………………………9
第5章参数设计与误差分析………………………………………………12
第6章结论……………………………………………………………15
下面分析电路：设上升沿触发器输出的电平为A2，下降沿触发器的输出电平为A1，初始状态时，u2为低电平，Uc1与Uc2小于2/3Vcc1,2/3Vcc2,故在初始条件下，D1、D2为高电平。当u2从低电平变为高电平时，电路下方的上升沿触发器触发，因为D2为高电平，所以使A2置为高电平，这时使电容C2充电，当Vc2>2/3Vcc2的时候，D2跳转为低电平。
第7章心得体会…………………………………………………………15
参考文献…………………………………………………………………15
第1章
本课程设计通过机械装置感应加速度的变化，引起位移变化并连接在差动式电容中，通过引起电容的变化达到使电桥输出电压变化的目的，再将电桥输出的电压通过逻辑电路，最终智能输出数字信号，控制精密仪器的保护装置，从而达到保护精密仪器免受冲击，震动的目的。
有Ma = 2kX +Mg
所以有X=M（a-g）/2k
若物体突然上升则有
Ma= 2kX - Mg
X=M（a+g）/2k
而当上升时，a与g同向，符号相同，且必有|a|>g，所以a-g表示a与g相差值
当下降时，a与g反向，符号相反，所以a+g实际也表示a与g相差值。
且X与a一一对应，成线性关系，通过知道X的变化量就可知a的大小。
第3章
本课程设计的基本原理为，当产生加速度时，将设计元件中的机械振动转化为电容变化，并将电容接入电桥电路中，将电容的变化转化为电压的输出，再通过电压比较器，控制转换阈值，这样就将一个波形输出转变为一个脉冲信号，经过逻辑电路后，判断当电容超过阈值电容时，输出高电平，而当小于阈值电容时，输出低电平，即由电容的变化，可判断器件受到加速度的变化，而通过高低电平的输出，即可驱动其他系统中保护电路或保护装置
当u2由初始时为高电平，故A1置为高电平，使C1充电，待C1两端电压Vc1>2/3Vcc1的时候，D1置为低电平。
当u2由低电平再变为高电平的时候，上升沿触发器触发，由于D2为低电平，所以A2变为低电平，使电容C2放电，当C2电压为小于2/3Vcc2时，D2将跳变成高电平。
受到到以上启发，本课程设计要达到的目的是，感应加速度，并判断加速度的大小程度是否会对仪器产生损坏，如果加速度过大，则输出控制信号（高电平），控制一起上有的保护装置。而为了防止振动过大以及其有的随机性和持续性而导致产生的信号过快，设计的传感器有延时功能，即一旦检测到有过大震动，输出一段时间的保护信号（高电平），这样就避免了直接由震动产生的信号过快而导致的保护装置的机械部分反应不及的缺陷，起到整波作用。
当u2由高电平第二次变成低电平时，下降沿触发器触发，由于D1为低电平，所以A1将置为低电平，这使C1放电，当Vc1小于2/3Vcc1时，D1将跳变成高电平。至此电路恢复到初始状态，完成一个周期的循环。
故此电路至少将两个脉冲周期作为一个信号处理周期。
下面进行电路的逻辑分析：如图：
将电信号D1，A1, A2，D2分别接入四---十译码器a1,a2,a3,a4端口中。则有如下对应关系：
有如下公式：X=M（a-g）/2k
u = UX / 2 L
因为经过交直流转换其有效值为u’= u/√2
所以u’=UM（a-g）/4kL√2
或u’=UM（a+g）/4kL√2
这样，通过设定U0门限电压的值，可以调整触发传感器的加速度的大小；通过控制M/K的大小可以控制震荡的振幅与频率；
所以有触发传感器的灵敏度为
第7章
电容传感器广泛的应用于多种检测系统中 ,用以测量诸如液位、压力、位移、加速度等物理量。电容式传感器结构简单，易于制造，易于保证高的精度，可以做得非常小巧，以实现某些特殊的测量，温度稳定性以及动态响应性好；但其容量受其电极的几何尺寸等限制，使传感器的输出阻抗很高，因此传感器的负载能力很差，易受外界干扰影响而产生不稳定现象，必须采取屏蔽措施，这就对电容测量电路提出了更高的要求。
在逻辑电路的后半个周期中，D2从0到1有T2’，D1从0到1有T1’
所以在前半个逻辑电路周期中有效电平输出时间有：
T=t-T2’+T1’
所以可以通过设定Vcc和RC来控制输出高电平的时间。
注意：当面对非常激烈震动时即t < T1、T2时，T1、T2充电时间不足，使D1，D2不会跳变，即一直输出高电平，这也符合实际要求。但第一次震动的t尽量大于T2，这可以确保逻辑电路正确进入循环，所以在设计时T2时间的控制应该尽量短，这对整个系统的延时无影响。
接入逻辑电路，5号、7号引脚连接与非门，后接非门，6、9号引脚连接与非门，后两输出接与门。如此连接，可确保当D1、A1、A2、D2
变为表中上升沿的输入后，总输出为1，而当D1、A1、A2、D2为表中下降沿所示的输入后，总输出为0。这样就实现了对脉冲信号的延时过程，确保了给精密仪器的保护装置足够的反应时间。
当R2C2充电到Vc2 > 2/3Vcc2时，D2跳转低电平。
当A2跳转为低电平的时候，C2开始放电，放电时间为
T2’~R2C2
当R2C2放电到Vc2 <2/3Vcc2时，D2跳转为高电平。
当A1跳转为高电平的时候，C1开始充电，充电时间为
T1~R1C1
当R1C1充电到Vc1 > 2/3Vcc1时，D1跳转低电平。
所以，u1的输出平衡状态是输出低电平，只有在u的峰值大于U0时，才会产生脉冲信号的上升沿，而u1一旦产生上升沿时，必有下降沿随之而来。
4.5逻辑电路分析
电路如图，有u1=u2，即电压比较器的输出信号等于逻辑电路的输入信号，本逻辑电路由：上升沿触发器、下降沿触发器，施密特触发器，电容，电阻，四—十译码器，门电路等组成。
由u = U△L / 2 L当U、L一定时，△L越大，u越大，而由加速度感应装置可知，△L=△X，且在平衡位置时△X=0，当装置产生振动时，△X开始变化，从而引起u的变化，而在震动开始后，在回复力和阻力的作用下，△X逐渐减小，u的振幅也逐渐减小，当振幅小于某值时，u的峰值不会超过U0，u1的输出总会回到低电平。
当A1跳转为低电平的时候，C1开始放电，放电时间为
T1’~R1C1
当R1C1放电到Vc1 <2/3Vcc1时，D1跳转为高电平。
则在逻辑电路的前半个周期中，D2从1到0之间时间有T2，D1从1到0之间时间有T1，所以在前半个逻辑电路周期中有效电平输出时间有：
T=T1+T2+t
（式中t为脉冲信号上下沿之间相隔的时间）
第4章
4.1．总体设计结构如图：
4.2.加速度检测装置：
如图所示,本装置由上下两固定极板和中间活动极板组成，由两根绝缘弹簧相连接。设中间极板质量为M，弹簧系数为k，中间极板在中间状态时距上下极板距离为L，受摩擦力恒定f。忽略空气阻力作用，物体
设本装置在静止时突然感受到加速度时位移为X，则有
设中间极板向上移动时,物体突然下落时:
4.3.电桥电路分析：
如图所示，将电容接入电路中，组成如图的半桥电路，设四个电容都相等，即有
C =εS/L
这样就形成了惠斯通电桥，且输出的桥路一端接地，当如图接入两差动电容时，电容产生的应变有△Z，所以输出的电压u为
u = U△Z /2 Z
而Z = 1/ JωC
△Z = 1/ Jω △C
所以u= U C / 2△C
第1章摘要………………………………………………………4
第2章 引言………………………………………………………………4
第3章 基本原理………………………………………………… 5
第4章电路结构设计……………………………………………………5
4.1总体设计结构……………………………………………………5
4.2.加速度检测装置…………………………………………………6
随着科学技术的迅猛发展 ,非物理量的测试与控制技术 ,已越来越广泛地应用于生产生活的各个技术领域。可以说 ,测试技术与自动控制水平的高低,是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志 ,是现代信息技术的重要支柱技术之一。目前 ,越来越多的新型传感器 出现在我们的生活中 ,传感器的发展前景真是潜力无穷
第2章
硬盘防震装置是近几年新出现的技术，由IBM公司早先提出，经过几年的发展，现在已经在硬盘应用中普及。硬盘内置的加速度传感器检测是否有可能导致硬盘损坏的情况发生，如果检测到这样的情况，那么保护系统将会使硬盘停转，并可能把读写磁头移动到没有数据的区域。这样，硬盘在工作时，受损的几率将大大降低。振动传感器会持续检测震动情况，当判断环境相对比较稳定时（摇动、震动、加速度比较小时），并不触发传感器，硬盘可以正常工作，当产生较大震动时，触发传感器，使传感器发出保护硬盘的信号，让硬盘的保护装置实现保护措施。
= u’/a=
下面看一下逻辑电路中输出有效高电平的时间：
设T2为C2电容从0充电到2/3Vcc2的时间，T2’为C2从Vcc2放电到3/2Vcc时间；设T1为C1电容从0充电到2/3Vcc1的时间，T1’为C1从Vcc1放电到3/2Vcc1时间
当A2跳转为高电平的时候，C2开始充电，充电时间为
T2~R2C2
又因为C =εS/L、△C =εS/△L
所以u = U△L / 2 L
即u与△L成线性关系，系数是U / 2 L。
因为输出的为交流信号，后接AD637交直流专用转换芯片，将其转换为电流有效值
4.4 电压比较器分析
如图，当电桥电路输出的电压u通过电压比较器后，就完成了有阻尼的正弦波形到脉冲信号的转换过程。U0为比较电压，当u > U0时u1输出高电平，当u< U0时u1输出低电平。当u的大小不断变化时，随着u与U0的大小关系不断变化，最终生成脉冲输出。如图：