振動(dòng)檢測(cè)器又名振動(dòng)計(jì)是能夠檢測(cè)振動(dòng)并向用戶(hù)顯示振動(dòng)強(qiáng)度的設(shè)備。這些振動(dòng)計(jì)通常用于測(cè)量建筑物、道路和其他結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)。本文介紹了使用LED顯示振動(dòng)強(qiáng)度的振動(dòng)計(jì)的制作。該電路使用壓電換能器作為傳感器來(lái)檢測(cè)振動(dòng)。

所需組件：

LM3915

1M，625歐姆電阻器

1nF、1uF 電容器。

壓電換能器。

12V 和 3.3V 電源

LED 驅(qū)動(dòng)器 IC LM3915：

LM3915 是一款 LED 驅(qū)動(dòng)器芯片，能夠?yàn)?LED 提供穩(wěn)定電流，無(wú)需電阻器。LM3915 是一款 18 引腳 DIP。其中引腳 10 引腳專(zhuān)用于通過(guò)吸收來(lái)自它的電流來(lái)驅(qū)動(dòng) LED。

引腳 5 是實(shí)際的信號(hào)輸入引腳，通過(guò)該引腳從傳感器或其他信號(hào)源獲取模擬輸入電壓。該輸入電壓饋送到串聯(lián)比較器的端子。這將與使用不同電阻值的分壓器固定的同相端子上的電壓進(jìn)行比較。

引腳4是RLO引腳（信號(hào)低電平），它用于在引腳5處設(shè)置輸入信號(hào)電平的下限。在這里，我們將其連接到地，告訴任何大于0V的電壓都應(yīng)在可接受的范圍內(nèi)。

引腳6為RHI為信號(hào)高電平，用于設(shè)置輸入信號(hào)電平的上限。LM3915 已接線(xiàn)為具有 1.25V 的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。該基準(zhǔn)電壓可用于確定從引腳 1 到引腳 18 的每個(gè) LED 被激活的步長(zhǎng)。步長(zhǎng)通過(guò)-30dB至0dB給出。

我們可以通過(guò)使用引腳8上的電阻分壓器來(lái)改變施加到引腳8的基準(zhǔn)電壓。如果我們打算使用相同的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，我們可以將此引腳接地。

振動(dòng)計(jì)電路工作：

該振動(dòng)計(jì)電路的工作始于壓電換能器檢測(cè)在其放置的任何表面上產(chǎn)生的振動(dòng)。它所經(jīng)歷的振動(dòng)將在其兩端產(chǎn)生電壓。電容C1和電阻R2穩(wěn)定傳感器產(chǎn)生的電壓。

LM3915 的信號(hào)引腳 5 從壓電換能器獲取輸入電壓，并將其饋送到 IC LM3915 內(nèi)的比較器的反相端子。高基準(zhǔn)電壓固定為 1.25V，這是 LM3915 的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。這是因?yàn)閴弘姄Q能器不太可能產(chǎn)生更高的電壓水平，0至1.25V將為我們提供良好的工作范圍來(lái)檢測(cè)振動(dòng)。

引腳8用于改變基準(zhǔn)電壓。這里我們不打算使用此引腳，因此將其接地，基準(zhǔn)電壓保持不變，為2.15V。我們可以通過(guò)將分壓器電路保留在引腳 8 上來(lái)更改基準(zhǔn)電壓。

當(dāng)壓電換能器兩端產(chǎn)生的電壓大于固定在內(nèi)部比較器同相引腳上的電壓時(shí)。比較器的輸出變?yōu)榈碗娖剑@將允許將來(lái)自L(fǎng)ED的電流吸收到輸出引腳中。因此，LED 亮起。隨著壓電陶瓷兩端的電壓上升，LED 的點(diǎn)亮順序從引腳 1、18、17 。..。.引腳 10 開(kāi)始。這反過(guò)來(lái)將使電路作為振動(dòng)計(jì)運(yùn)行，隨著振動(dòng)強(qiáng)度的增加，該計(jì)逐漸點(diǎn)亮LED。

步進(jìn)電壓：

從引腳 1、18、17.。..10 點(diǎn)亮每個(gè) LED 的階躍電壓如下表所示。

固定電流消耗：

如前所述，LM3915 LED 驅(qū)動(dòng)器芯片通過(guò) LED 提供穩(wěn)定的電流。此外，它還提供了固定其消耗的電流量的選項(xiàng)。在 LM3915 IC 中，輸送到 LED 的電流等于來(lái)自參考輸出引腳（即引腳 7）的電流的 10 倍。為了計(jì)算從參考輸出輸出的電流，我們使用了串聯(lián)的625歐姆電阻。

我們知道基準(zhǔn)輸出引腳的電壓為1.25V。因此，我們可以通過(guò)使用歐姆定律來(lái)計(jì)算電流。

電流 = 電壓 / 電阻

I = 1.25 / 625

= 2mA 電流。

這意味著通過(guò)625歐姆電阻的電流為2mA。因此，通過(guò)LED的電流將是通過(guò)625歐姆的電流的10倍。這意味著LM3915將為L(zhǎng)ED提供10 * 2 mA或20mA電流。它等于20mA電流。

注意：

您可以將壓電傳感器替換為任何其他提供模擬輸出的傳感器，以將此電路作為儀表運(yùn)行，以指示任何參數(shù)的強(qiáng)度。

可以修改 RHI 和 RLI 引腳上的電壓輸入，以設(shè)置傳感器的工作電壓限值。