加速度测量仪设计制作1 项目描述2 相关知识3 传感器的认知4 项目参考设计方案5 项目实施与考核1 项目描述 设计一种加速度测量仪实现对各种振动和冲击进行监测。 1.1 任务要求 1. 以压电传感器为传感元件； 2. 对于加速度的不同能够有明显区别的不同提示，可酌情加分； 3. 当加速度到达低于或高于一定阈值时能够发出声光报警，可酌情加分； 4. 鼓励采用单片机为控制单元，可酌情加分； 5. 最终上交调试成功的试验系统—加速度检测仪； 6. 要求有每个步骤的文字材料，包括原理图、使用说明、元件清单、进程表、调试过程描述等。1.2 相关知识点分析 本项目单元主要讲述压电传感器的各项知识。具体知识点如下： 1. 掌握压电传感器的工作原理； 2. 了解各种压电材料及特性； 3. 了解压电传感器的产生机理； 4. 理解压电元件的结构形式； 5. 掌握压电传感器的等效电路及测量电路； 6. 了解压电传感器的各种应用； 7. 了解振动的测量及频谱分析；2 相关知识 2.1 压电式传感器的理论基础 压电效应 某些电介质物体在沿一定方向受到外力的作用而发生变形，其内部就会产生极化现象，并且在其表面上产生电荷，当外力撤销后，它们又重新回到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。简称压电效应。 反之，在电介质的极化方向施加电场或电压时，这些电介质将产生几何形变，当撤销外加的电场电压后，电介质的形变也随之消失，这种现象称为逆压电效应。 压电材料的压电特性常用压电方程来描述： Q=dF （ 6-1 ） 式中 Q----- 为产生的电荷 d—— 压电常数。 F------ 为在晶体的弹性限度内施加的外力 2.2 压电材料的分类及特性 压电式传感器中的压电元件材料主要有三类：压电晶体（单晶体）：它包括压电石英晶体和其它压电单晶；经过极化处理的压电陶瓷（多晶体），也称为晶半导瓷，为极化处理的多晶体；新型压电材料：有压电半导体和有机高分子压电材料两种。 1. 石英晶体 石英晶体：俗称水晶，化学成分为 SiO2 ，有天然和人工之分。突出的优点是性能非常稳定。石英晶体的主要性能特点： ① 压电常数小（ d ＝ 2.31×10-12C ／ N ），其时间和温度稳定性极好，常温下几乎不变，在 20~200℃ 内其温度变化率约为 2.15106 / ℃ ； ② 强度和品质因数高，许用应力高达（ 6.8~9.8 ） ×107Pa 。且刚度大，能承受 700~1...
