目 录
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.加速度检测装置电热丝绕线机
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4.3.电桥电路分析:…………………………………………………… 7
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
第7章 心得体会…………………………………………………………15
参考文献 ………………………………………………………………… 15
第1章 摘要
龙蝎酒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。 第2章 引言
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。
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。
第3章 基本原理
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
第4章 电路结构设计
双向推车
影视创意制作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:
有 Ma = 2kX +Mg
所以有 X=M(a-g)/2k
若物体突然上升 则有
七彩山鸡养殖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。
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 △双电源自动切换装置Z /2 Z
而 Z = 1/ J ω C
△Z = 1/ J ω △C
所以 u= U C / 2 △C
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:
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。
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。