振动传感器

原理

1.电路原理图

如2所示，为本次试验所用振动传感器（振动开关）SW-460的芯片控制引脚图；3为简化的振动传感器（振动开关）SW-460示意图；4给出振动传感器（振动开关）SW-460的实物模型图，方便同学们理解振动开关（振动开关）SW-460的内部组成以及各个部分的功能；表4.1.1为振动传感器（振动开关）SW-460的组成原件的规格信息。

2振动传感器引脚接线图

3振动传感器简化电路图

4振动传感器内部构造图

项目名	品名	规格、材质	外表处理
A	珠子	青铜或不锈钢	底层镀镍表面镀金或银
B	铜管	青铜	底层镀镍表面镀金或银或镍
C	基座	ABS或者PC	透明或者白色
D	套管	热缩套管	黑色或其他
E	导针	硬青铜导针	底层镀镍表层镀金
F	导针	硬青铜导针	底层镀镍表层镀锡

表4.1.1振动传感器原件规格

项目名	品名	规格、材质	外表处理
A	珠子	青铜或不锈钢	底层镀镍表面镀金或银
B	铜管	青铜	底层镀镍表面镀金或银或镍
C	基座	ABS或者PC	透明或者白色
D	套管	热缩套管	黑色或其他
E	导针	硬青铜导针	底层镀镍表层镀金
F	导针	硬青铜导针	底层镀镍表层镀锡

如表4.1.1所示所示，为振动开关SW-460构造部件的规格。Sw-460的性能详细参数如下所述：
(1) 本开关使用金属材质制造电气特性与水银开关近似，但没有水银开关的危险性及环保问题，而有晃动时单向导通之相同特性。装配使用更为方便安全。

(2) 工作特性：金色--端为（ON）导通触发端，银色一端为（OFF）开路端，当受到外力摇晃而达到适当晃动力时或金色一端设置角度低于水平适当角度时，导通电气特性要恢复开路状熊（OFF）时，开关设置环境必须为静止，且金色一端设置角度需低于水平10度。

(3) 当开关以水平设置，晃动时可轻易触发；而当银色一端设置向下时，晃动则极不易触发。

(4) 本开关适用于触发小电流电路不适用于当电源开关。

(5) 开关外观以热缩套管封闭可防尘--防潮。

(6) SW-460型开关比SW-200型有较长的导通时间驻较大电流。

(7) SW-460D 加长型双珠开关有更好的导通效果。

5传感器应用实例

2.物理原理

振动传感器的基本工作原理是:当检测到机械振动信号后，它在电路的配合下，将机械振动信号转换为电信号的输出。根据检测振动的方法不同，出现了不同转换方式的振动传感器。常用的振动传感器有下列几种形式:
　　
(1) 压电片谐振式振动传感器，压电片谐振式振动传感器使用压电片直接将振动信号转换为电信号输出。

(2) 机械式振动传感器，机械式振动传感器采用最基础的振动检测方式，其结构是在一个金属的圆筒内放置一个由弹簧连接的振动金属球(两者不接触)，分别从两个部分引线作为信号输出的两个电极。当弹簧金属球受到振动以后，与外界的振动信号发生谐振，金属球与圆筒内壁相碰撞，在连接点上便可输出一个电信号。

(3) 全方位微型振动传感器，微型振动传感器结构仍然采用了机械式振动传感器的结构形式，不同的是将金属圆筒改用耐氧化的金属材料并作成单端封闭的管状结构，两个单端封闭的管状体由中间的管状绝缘体连接成一体，其空间密封一根质量很轻的碳棒，两个半封闭的金属圆筒上引出两个电极。传感器受到振动后，碳棒振动忽而接通两个电极，忽而断开两个电极。在电路的配合下，振动信号转换为电信号输出。

(4) 电磁感应式振动传感器，电磁感应式振动传感器是利用电磁感应的原理设计的一种振动传感器，其结构由永久磁铁和一个线圈组成，根据磁铁固定和位移又分为静磁结构和动磁结构两种形式。动磁结构的线圈同定不动．当振动出现后．永久磁铁振动位移，从而引起线圈中的磁通量发生变化，在线圈中产生感生电动势；静磁结构的线圈固定在一块永久磁铁上，受到振动位移后，与磁铁组成的磁路磁阻发生变化，从而引起线圈中磁通量的变化，线圈中产生感生电动势。图7所示的电磁感应式振动传感器是一种动磁结构的传感器，感应线圈使用了铁氧体磁芯的一个大电感线圈。

(5) 灵敏度可调整的振动传感模块，振动传感模块实质上就是振动传感器与一个单片机的组合，本文的传感模块使用了两个全方位微型振动传感器，在线路板上垂直分布，两个振动传感信号分别送到一片PHILIPS单片机的两个输入端口上，由另两个端口输出经过处理的数字信号。振动信号出现后，振动信号的强度不同，振动传感器输出的振动信号的脉冲宽度和振动持续时间不同，单片机将检测到的信号脉宽和振动信号的持续时间，通过一定的算法并与灵敏度等级比较，输出振动信号。振动灵敏度通过PCB板上的按键开关设置，设置后的灵敏度级别数据储存到单片机内部的EEPROM中。灵敏度设置数据具有记忆功能，直到再次设置来修改。