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压电MEMS振动传感器调理电路设计与实现

测试技术学报 2024年第3期38卷 330-336页

作者：武晓慧张慧毅耿文平郭涛丑修建中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号微弱而难以采集的问题,设计了一种基于集成运放芯片TLE 2064 CDR的信号调理电路。该电路由电荷-电压转换电路(Q-V)、电压放大电路、前置低通滤波电路和后置高通滤波电路构成,旨在实... 详细信息

针对铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号微弱而难以采集的问题,设计了一种基于集成运放芯片TLE 2064 CDR的信号调理电路。该电路由电荷-电压转换电路(Q-V)、电压放大电路、前置低通滤波电路和后置高通滤波电路构成,旨在实现微弱信号的采集。此外,利用ACT 2000振动台进行振动实验,通过标准电荷放大器和设计的信号调理电路对压电MEMS振动传感器测试。测试结果表明,所设计的信号调理电路与标准电荷放大器的输出有较好的一致性,可以满足5~130 pC的宽输入电荷的采集。当加载加速度范围为5~20 g时,输出电荷和输入加速度之间的线性度好;在输入加速度5 g,工作频率范围为50~2000 Hz时,输出电荷偏差控制在±1.6 pC内,具有很好的一致性。综上所述,该电路具有集成度高,灵敏度好等特点,在微弱信号采集方面具有很好的应用前景。

关键词：压电MEMS振动传感器调理电路滤波设计信号放大电荷放大器

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传感器与调理电路实践教学模式探索

电气电子教学学报 2024年第1期46卷 187-191页

作者：张蓓张静北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

实践类通识课程以培养学生的思维方式、学习和实践能力为目标。如何在学生基础专业水平不同的状况下展开教学,是这类课程面临的重要问题。以北京航空航天大学开设的“传感器调理电路的设计与仿真”为例,阐述如何开展“理论-仿真”并行... 详细信息

实践类通识课程以培养学生的思维方式、学习和实践能力为目标。如何在学生基础专业水平不同的状况下展开教学,是这类课程面临的重要问题。以北京航空航天大学开设的“传感器调理电路的设计与仿真”为例,阐述如何开展“理论-仿真”并行和“自主设计型考核”这两个措施的具体实施方式及实际成效。

关键词：传感器调理电路仿真实验学生参与度线上教学

压电MEMS振动传感器调理电路设计与实现研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第9期 0048-0051页

作者：罗乔吉安职业技术学院江西吉安343000

为解决铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号过小、采集困难的问题,研究基于TLE2064CDR集成运放芯片,特别设计一种信号调理电路。此电路融合电荷-电压转换、电压放大以及前后置滤波等多重功能,旨在精准捕捉那些微弱的信号。... 详细信息

为解决铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号过小、采集困难的问题,研究基于TLE2064CDR集成运放芯片,特别设计一种信号调理电路。此电路融合电荷-电压转换、电压放大以及前后置滤波等多重功能,旨在精准捕捉那些微弱的信号。为验证其效能,借助ACT2000振动台进行了实验,同时使用标准电荷放大器和我们所设计的电路对压电MEMS振动传感器进行测试。实验数据显示,电路与标准电荷放大器的输出结果高度吻合,能够有效地采集到5~130pC范围内的电荷。在5~20g的加速度加载下,输出电荷与输入加速度维持了良好的线性关系;特别是在5g加速度、50~2000Hz的工作频率下,输出电荷的偏差被严格控制在±1.6pC之内,显示出优异的一致性和稳定性。总的来说,这款电路凭借其高集成度和出色的灵敏度,在微弱信号采集领域显示出广阔的应用潜力。

关键词：压电 MEMS振动传感器调理电路设计

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电容式微机械陀螺调理电路

仪器仪表学报 2007年第12期28卷 2210-2213页

作者：陈建元东南大学仪器科学与工程学院南京210096

电容式微机械陀螺的驱动电压比敏感信号大4个数量级以上,而且敏感电容很小,敏感电容与驱动电容之间的杂散耦合电容往往只比敏感电容小2个数量级,因此产生驱动电压严重干扰敏感信号问题。电容式微陀螺有2个振动自由度,2个振动自由度的机... 详细信息

电容式微机械陀螺的驱动电压比敏感信号大4个数量级以上,而且敏感电容很小,敏感电容与驱动电容之间的杂散耦合电容往往只比敏感电容小2个数量级,因此产生驱动电压严重干扰敏感信号问题。电容式微陀螺有2个振动自由度,2个振动自由度的机械耦合也严重干扰敏感信号。本文提出一种调理电路方案,该方案利用电容式微陀螺振动的惯性,对其进行不连续驱动,在敏感信号达到最大值时进行积分采样,并且在采样时关闭驱动电压的方法,有效地减少了干扰。在往复运动的固定相位点进行信号采样,也有利于减缓机械耦合干扰,此方法比常规连续波相敏检测的方法的信噪比有了明显的改善。

关键词：微机械陀螺取样积分调理电路

航空ZTEM磁传感器调理电路低噪声优化设计

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仪器仪表学报 2018年第9期39卷 187-194页

作者：王言章石佳晴时洪宇地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026 吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026

航空Z轴倾子电磁测量系统（ZTEM）空心感应磁传感器的感应线圈具有源阻抗大的特点,并且调理电路需要设置高通滤波器来抑制低频干扰。为实现电路的低噪声设计,针对感应线圈源阻抗大的问题,第一级采用以差分结型场效应管（JFET）对管为核... 详细信息

航空Z轴倾子电磁测量系统（ZTEM）空心感应磁传感器的感应线圈具有源阻抗大的特点,并且调理电路需要设置高通滤波器来抑制低频干扰。为实现电路的低噪声设计,针对感应线圈源阻抗大的问题,第一级采用以差分结型场效应管（JFET）对管为核心器件的负反馈结构,通过对第一级电路进行噪声建模,得出只有当JFET电压噪声是唯一主要噪声源时,电路整体性能最优的结论;针对低频部分,由于高通滤波器影响导致电路噪声特性被抬高的问题,通过优化第一级电路增益和高通滤波器截止频率的方法得以改善。实验结果表明,该电路结构简单,调试方便,其电流噪声为11 fA/√Hz,电压噪声为4 nV/√Hz@30Hz和2 nV/√Hz@1kHz。与超低噪声放大器LT1028和OPA827的对比实验表明,自制电路在ZTEM空心感应线圈动态阻抗范围内,噪声性能优异,满足ZTEM信号调理电路低噪声优化设计的预期要求。

关键词：调理电路低噪声高源阻抗参数优化

一种应用于IEPE传感器数据采集系统的调理电路设计

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液晶与显示 2020年第2期35卷 143-150页

作者：关静全超任亚莉中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 天津航空机电有限公司天津300300 陇东学院电气工程学院甘肃庆阳745000

为解决压电集成电路(Integral Electronic Piezoelectric,IEPE)传感器数据采集系统中采集的输出信号波动较大、不适合直接采集的问题,设计了一种应用于IEPE传感器数据采集系统的调理电路。在调理电路的设计中运用了微功耗电源电路、低... 详细信息

为解决压电集成电路(Integral Electronic Piezoelectric,IEPE)传感器数据采集系统中采集的输出信号波动较大、不适合直接采集的问题,设计了一种应用于IEPE传感器数据采集系统的调理电路。在调理电路的设计中运用了微功耗电源电路、低功耗可程控前端信号调理电路以及高精度模数转换电路,并将FPGA(Field-Programmable Gate Array)运用到整个IEPE传感器数据采集系统设计当中,增进了其操作的便利性以及工作的稳定性。实验结果显示,IEPE传感器数据采集系统具有更高的数据采集精度以及更低的电功率耗损值,该数据采集系统具有较强的实践可行性。

关键词：压电集成电路数据采集系统调理电路

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数字化多道脉冲幅度分析器调理电路设计

核电子学与探测技术 2012年第4期32卷 462-465页

作者：梁卫平胡颖睿肖无云李京伦防化研究院北京102205 西南民族大学电气信息工程学院成都610041

介绍了一种适用于数字化多道脉冲幅度分析器(DMCA)的调理电路。该电路具有宽带、高速、抗干扰能力强、参数动态可调等特性。实验表明,该电路能够有效抑制噪声,提高ADC有效位数,可以满足数字化多道脉冲幅度分析系统的需求。

关键词：数字化多道脉冲幅度分析调理电路极零相消梯形滤波

基于MEMS三相栅式位移传感器信号调理电路设计

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传感器与微系统 2012年第1期31卷 94-96页

作者：朱革罗静郭增强袁亚辉王玲重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054

根据基于微机电系统(MEMS)的三相栅式位移传感器测量原理和输出信号特点,设计了一种信号调理电路。该电路主要由差分前置放大电路、带通有源滤波器和波形变换电路组成。波形变换电路设计采用了非线性放大方法来提高信噪比和检测灵敏度... 详细信息

根据基于微机电系统(MEMS)的三相栅式位移传感器测量原理和输出信号特点,设计了一种信号调理电路。该电路主要由差分前置放大电路、带通有源滤波器和波形变换电路组成。波形变换电路设计采用了非线性放大方法来提高信噪比和检测灵敏度。以此信号调理电路搭建的位移测量系统读数稳定性达到1″,表明该电路稳定性达到测量要求。

关键词：微机电系统三相栅式位移传感器调理电路非线性放大

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压电薄膜新型测力传感器及其调理电路的研究

压电与声光 2014年第3期36卷 369-372页

作者：贺伟雷挺西安邮电大学研究生院通信与信息工程学院陕西西安710061

以聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜作为信息采集端并根据实际需要进行结构优化,制成搏击比赛用测力传感器模块。通过对比电荷放大器、射极跟随器、电压跟随器的性质及实际工作特点,最终设计了基于AD744KR运放的电压跟随器作为调理电路。再根... 详细信息

以聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜作为信息采集端并根据实际需要进行结构优化,制成搏击比赛用测力传感器模块。通过对比电荷放大器、射极跟随器、电压跟随器的性质及实际工作特点,最终设计了基于AD744KR运放的电压跟随器作为调理电路。再根据各自工作原理进行等效分析、模拟仿真,并最终实现制成工程样机达到研究目的。

关键词：聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜调理电路比对选型 AD744KR 仿真实现