頭盔沖擊試驗臺傳感器與信號調(diào)理模塊的研究.pdf

1、目前，市面上出售的各式頭盔中，很多質(zhì)量都不能達到國家的安全標(biāo)準，人們佩帶劣質(zhì)頭盔就失去了安全防護的作用。檢測頭盔質(zhì)量的頭盔沖擊試驗臺采集頭盔上承受的沖擊力強度物理量后，所得到的信號必須經(jīng)過信號調(diào)理才能保證后續(xù)處理的準確性和可靠性。結(jié)合頭盔沖擊試驗臺中信號的特點，本論文主要對傳感器和信號調(diào)理電路進行了一定的研究，并具體實現(xiàn)。 在頭盔沖擊試驗臺中，將鋼錘放在頭盔上方lm的地方，讓它作落體運動，沖擊頭盔。沖擊產(chǎn)生的沖擊力通過傳感器轉(zhuǎn)化

2、為電信號。為了更好地轉(zhuǎn)化沖擊產(chǎn)生的沖擊力，使用的傳感器要合理，這里選用的傳感器是由箔式應(yīng)變片搭建的惠斯登電橋電路。這種測量電路具有很高的靈敏度，而且具有測量范圍寬、電路結(jié)構(gòu)簡單、精度高、容易實現(xiàn)溫度補償?shù)葍?yōu)點，能很好的滿足應(yīng)變測量的要求。 從傳感器出來的電信號非常微弱，需要經(jīng)過信號調(diào)理模塊將其調(diào)理成數(shù)據(jù)采集芯片中模數(shù)轉(zhuǎn)換能夠識別的范圍。信號調(diào)理模塊包括放大電路，濾波電路，隔離電路等的設(shè)計。在本論文中，針對頭盔沖擊試驗中傳感器輸出

3、信號微弱的特點，放大電路使用的是儀用放大器，在本文中選用的是AD620；由于信號頻率集中在低頻段，濾波電路采用的是二階RC有源低通濾波電路，較好地解決了無源濾波器在低頻范圍使用時體積大的問題，更為重要的是二階RC有源濾波器在通帶內(nèi)有穩(wěn)定的增益和很強的帶負載能力；信號調(diào)理的最后部分是隔離電路，本論文中的隔離電路使用惠普(HP)公司的高線性模擬光耦HCNR200來實現(xiàn)，它是利用線性模擬光耦的功能來完成對干擾信號的有效隔離。 微弱的電