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压电振动传感器产生高电压,但电流非常低。此外,您通常只想感知一些东西-振动水平,频率,幅度,冲击等。
因此,界面将在很大程度上取决于您要感知的内容。假设您只想了解以下一项或多项内容,那么下面建议的界面将起作用。
通用接口是将信号推入二极管,然后将电阻推入接地的电容器。与电容器并联的是一个钳位二极管,它将电压尖峰限制在一个更合理的电压(例如5V)上。
现在,每次出现尖峰时,电容器都会充电一点。如果持续振动,充电会更快。只要振动超过电容器的自放电率,它将最终达到钳位二极管的水平。
感测电容器上的电压,您将了解传入的信号。
如果将电阻器与电容器并联,则可以定义电容器放电的速度。较小的电阻会很快放电,您可以计算压电击中或掉落的频率。较大的电阻器将使电荷积聚,因此您不会看到单独的事件,而是获得具有较高振动的较高电压,具有较小振动的较低电压以及没有振动的电压。
如果您需要的信息比这种简单的技术还多,那么您将需要使用信号变压器将信号降低到5V范围,并使用精密运算放大器和ADC。
如果此传感器连接到线电压,则不会使用任何不提供隔离的电路将其连接到Arduino。
一种安全的测量电压的方法是使用降压变压器。这提供了隔离并降低了电压。您可以使用整流器将交流电转换为直流电。您需要检查传感器上的变压器负载。
分压电阻和隔离放大器也可以工作。
Poptronics在2002年4月发表了一篇文章,名为“构建这种家用电器的电能表/电能表”。该文章记录了如何安全地测量线电压(使用降压变压器)以及如何使用电流互感器安全地测量线电流。
检查MID400 8针DIP交流线路监视器逻辑输出光耦合器。该设备有一个很好的应用笔记。我用它来监视我的熔炉,该熔炉(部分)在24VAC下工作。您需要在输入端串联一个22.5k 0.5W电阻,以便在存在电压时提供高输出。如果您只需要检测是否有电压,那将为您提供二进制输出。
但是,如果您需要实际测量电压,则MID400不会真正起作用(或者,至少我不确定输出是否与电压成线性关系;如果输入电流下降得太低,它可能只是脉动) )。对于家用电源监控器,我计划使用AD737 RMS-DC转换器测量电压和电流的RMS值。您可能需要一个变压器和/或分压器才能使电压降至AD737所需的200mV输入。
或者您可以采用便宜的方法:降低电压并通过二极管将其馈入电容器和电阻器,这将为您提供与输入相关的经过半整流的平滑直流输出...
只需使用分压器即可。您可以通过这种方式测量数千伏的电压。 http://www.rossengineeringcorp.com/hv_dividers.htm
是的,分频器也适用于交流电。:D他们只是使信号变小。您需要一个将压电耦合到您的输入的电容器,以阻止DC并将其偏置到Arduino的参考电压。
我怀疑它会不会造成任何损害,因为arduino输入已经具有钳位二极管,并且电流会非常低(piezos是高阻抗源,加上分压器提供了大阻抗),但是您始终可以在其中添加一个额外的钳位二极管保护输入。
实际上,根据您的操作,您可能希望在压电元件处安装一个高阻抗放大器,以防止其被加载或拾取干扰。您到底想做什么?