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关于涡街流量计毕业论文
第一章绪论1
1.1涡街流量计概述1
1.2涡街流量计的关键性问题和国内外研究现状2
1.3研究课题提出的背景和意义4
1.4课题研究内容和创新点5
第二章涡街流量计的总体方案设计6
2.1涡街流量计的工作原理6
2.1.1涡街的产生与涡街现象6
2.1.3涡街流量信号的组成7
2.2涡街流量计的方案设计9
第三章涡街流量计的硬件设计11
3.1硬件电路的整体结构设计11
3.2涡街信号的前置放大电路设计11
3.2.1电荷放大器的设计13
3.2.2电压参考电路的设计14
3.2.3低通滤波器的设计15
3.2.4限幅器的设计16
3.2.5施密特触发器的设计16
3.3单片机采集、控制与脉冲输出电路设计17
3.3.1复位电路设计18
3.3.2涡街信号采集电路的设计18
3.3.3液晶显示电路的设计18
3.3.4按键电路的设计20
3.3.5脉冲输出电路的设计20
3.3.6单片机的JTAG接口电路的设计21
3.4电源电路设计21
第四章软件设计23
4.1软件总体设计23
4.2单片机的控制程序设计24
4.2.1单片机主程序设计24
4.2.2涡街流量计算模块的程序设计思想25
4.2.3涡街流量计算模块的具体软件实现25
第五章MSP430单片机介绍26
5.1MSP430概述26
5.2MSP430F149型单片机27
5.2.1CPU27
5.2.2工作方式27
5.2.3FLASH存储器28
5.2.4时钟模块28
5.2.5数字I/O29
5.2.6看门狗定时器/计数器29
总结30
致谢31
参考文献32
附录33
第一章绪论
21世纪是信息的世纪，以信息、材料和生物为主要支柱的新技术革命正将人类社会从工业化时代推向信息化时代，作为感知、采集、转换、处理和传输各种信息不可缺少的检测技术和仪表，已成为与计算机同等重要的技术而深入日常生活及生产的所有领域。
随着科学技术的突飞猛进，工业生产得到不断发展，对检测技术又提出了许多新的要求，而新的检测技术和仪表的出现又进一步推动了科学技术的发展，故检测技术的发展程度决定了科学技术的水平，换句话说检测技术和仪表是衡量现代科学技术水平高低的一个标志。
这其中，作为检测技术重要组成部分的流量计量由于与国民经济、国防建设、科学技术的密切关系，在经济发展中占有重要的地位。
经过不断的努力和探索，科技工作者已开发出种类繁多、各具特色的流量仪表。
按照测量方法和结构的分类方法，将流量计分成差压式流量计、容积式流量计、流体振动式流量计、超声流量计、质量流量计、插入式流量计、明渠流量计和其他流量计共十一大类。
本课题研究的涡街流量计属于流体振动式流量计中应用最为广泛的一种。
1.1涡街流量计概述
涡街流量计是依据流体振动频率与流速有对应关系的原理进行工作的。
早在1878年斯特劳哈（Strouhal）就发表了关于流体振动频率与流速关系的文章，斯特劳哈数就是表示涡街频率与阻挡体特征尺寸、流速关系的相似准则。
人们早期对涡街的研究主要是防灾的目的。
涡街流体振动现象用于测量研究始于20世纪50年代，如风速计和船速计等，60年代末开始研制封闭管道流量计——涡街流量计。
70、80年代涡街流量计发展异常迅速，开发出众多类型阻流体及检测方法的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在短短几年时间内就到达从实验室样机到批量生产过程的流量计还绝无仅有。
涡街流量计是一种流体振动式流量计，在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规律的旋涡，这种旋涡称为卡门涡街，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列，涡街流量计通过测量其旋涡产生的频率而实现流量计量。
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。
传感器包括旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D／A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。
近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。
按检测方式划分，涡街流量计可分为应力式、电容式、热敏式、超声式、振动式、应变式、光电式和光纤式等。
其中，应力式（又称为压电式）涡街流量计以其响应快、信号强、工作温度范围宽、现场适应性强、可靠性高等优点，已成为涡街流量计的主要产品类型。
这种涡街流量计中，它把检测元件受到的升力以应力形式作用在压电检测元件上，转换成交变的电荷信号，经电荷放大、滤波、整形后得到旋涡信号。
压电传感器响应快、信号强、工艺性好、制造成本低，但是对振动比较敏感。
自从1969年日本横河电机株式会社和美国Eastech公司几乎同时推出世界上首批涡街流量计以来，涡街流量计在轻工、化工、电力、冶金、城市公用事业等领域得到了广泛的应用。
它的主要特点归纳如下：
1.输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；
2.压力损失较小，测量范围较大，可达1：
10到1：
20甚至更大；
3.与差压式流量计、浮子流量计等相比，测量精度较高，一般可达（±1％～±2％）;
4.构造简单牢固、维护方便、安装费用较低；
5.适用范围较广，可用于液体、气体、蒸汽的流量测量，气液通用；
6.在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物性和组分变化的影响，仪表系数仅与旋涡发生体形状和尺寸有关，为旋涡发生体的标准化创造了条件；
7.可根据介质和现场选择相应的检测方法，仪表的适应性较强。
但涡街流量计也存在着一定的局限性：
1.不适用于低雷诺数测量（
），故在高粘度、低流速、小口径情况下应用受到限制；
2.旋涡分离的稳定性受流速分布畸变及旋转流的影响，应根据上游侧不同形式的阻流件配置足够长的直管段或装设流动调整器（整流器）；
3.不适用于管内有较严重的旋转流以及管道产生振动的场所；
4.与涡轮流量计相比仪表系数较低，分辨率低，口径愈大愈低，一般满管式流量计用于DN300以下。
5.两相流、脉动流对测量有影响，在某些情况下甚至难以形成涡街，仪表无法工作
1.2涡街流量计的关键性问题和国内外研究现状
涡街流量计本质上是流体振动型流量计，因此它对外界振动、流体的流动状态特别敏感，如管道振动、管道流体的冲击力以及由于流体压力的变化、产生的随机脉动压力等，现场的干扰对流量测量产生很大的影响。
目前，将涡街流量计用于流量测量，需要研究的关键性问题：
一是抑制流场噪声的影响。
流场的稳定性、均匀性不仅对卡门涡街的形成和分离有影响，而且对各种敏感元件的检测效果也有直接影响。
附加的旋涡干扰了涡街信号，降低了信噪比；二是准确测量小流量。
因为小流量所产生的横向升力较小，初始信号非常微弱，易受流体冲击振动噪声和管道振动噪声的影响，存在一个量程下限死区，从而造成量程比受限，小流量不能测量。
例如涡街流量计的理论量程比为1：
100，而目前模拟涡街流量计的量程比最大为1：
10。
为了改善涡街流量计的抗干扰性能，国内外诸多研究学者做了大量的工作，归纳起来主要体现在三个方面：
①研究旋涡发生体形状对流量计性能的影响。
Miau等对T形旋涡发生体进行研究得出，T形的延伸段长度L和迎流面宽度D之比值在1.56～2.0时，涡街信号强，信噪比高，仪表线性度最好。
V.Hans等认为带有螺纹的3mm圆棒在100mm管道中具有最好的特性，并且压力损失最小。
龚振起、彭杰纲等先后研究了双旋涡发生体涡街流量计的特性。
目前关于旋涡发生体几何参数的研究还没有比较成熟的计算方法，主要建立在实验基础上，还不能说哪一种形状堪称最佳。
②研究对涡街流量计传感器信号的检测方法。
这方面的研究主要集中在对压电式检测方法的改进和新传感技术的应用。
Miau等实验证明在压电物质外层包以橡胶，再在外面敷设一层硅膜，能有效减低压电晶体对外界振动的灵敏度。
V.Hans等对超声检测涡街频率进行了一系列的分析。
王波、桑传东等提出用光纤传感器检测涡街频率，这种方法能抗电磁干扰，具有电器绝缘性，但测量系统较复杂，还在设计模型阶段。
③将数字信号处理方法应用于流量计，处理涡街传感器的输出信号，提取涡街信号。
数字信号处理方法应用于涡街流量计来解决流量测量中一些难题，是目前新技术流量计发展的主要方向，也是本课题研究的重点。
理想情况下，涡街传感器的输出信号是正弦波，但实际测量中不可避免地掺杂各种噪声干扰，如何从含有噪声分布的信号中提取有用信息就是信号处理方法亟待解决的问题。
传统的模拟涡街流量计的信号处理方法是基于一套模拟电路，包括前置放大电路、滤波电路、整形电路和脉冲信号输出电路等。
它将压电敏感元件输出的高阻抗电荷信号通过电荷放大器转换为交变电压信号，再通过积分电路、滤波电路，去掉信号波形上的高频成分，然后，对信号进行整形，最后得到对应于以涡街频率交变的升力的方波电压输出。
实践证明，在高信噪比的情况下，这种模拟信号处理方法处理涡街流量计检测信号的效果是很好的，但是，当信噪比较低、检测信号中包含了幅值较大的周期性或冲击噪声时，模拟信号处理方法不能有效地滤除噪声成分，容易造成整形时的误触发，产生错误的测量结果。
国外很多学者、研究机构和公司都很热衷于研究涡街信号处理的方法，并取得了一定的突破：
1.1990年，Schlatter等人研究了旋涡流量计工作条件下的噪声情况，在建立噪声模板和信号模板的基础上，提出用频域转换和互相关功率谱相结合的方法来消除流量测量中的强噪声。
2.1992年，Kawano在涡街信号处理方面通过增强非流线体的刚度和由微处理器控制的自适应低通滤波方法来提高流量计的信噪比，同时又通过一个自适应函数辨别器提高仪表可靠性。
3.Amadi-E研究了工作环境的噪声对旋涡脱离频率的影响，分别给出了在现场离心泵、容积式泵和震动器工作情况下，流量计传感器输出信号，采用基于FFT的谱分析来计算旋涡信号频率，提高了流量计的测量精度。
4.1997年，Menz将传感器融合应用于流量计测量，研究了以超声波为探测元件的涡街流量计，这种流量计既可以直接测量涡街分离的频率，也可以测出旋涡通过两个测量点的时间，再计算流量。
用融合的方法将这两种测量结果进行处理，得到新的测量值，从而提高了测量精度。
5.日本的研究者从八十年代早期就开始研究可用于涡街信号处理的实用的谱分析方法，最近的研究成果是由MasanoriHondoh等提出的结合传统电路分析、滤波技术和周期图谱分析方法的涡街信号处理系统。
6.目前，国外一些生产旋涡流量计的公司，诸如Yokogawa，ABB，Rosemount，Foxboro等也积极进行着涡街流量计数字信号处理新技术的研究，并已有产品问世。
日本Yokogawa公司采用频谱信号处理（spectralsignalprocessing）技术的数字旋涡流量计（YEWELO），ABB公司推出了TRIO－WIRLVT，Rosemount公司研制了以数字跟踪滤波器（digitaltrackingfilter）为核心的8000系列等，并已经申请了专利,Foxboro公司采用自适应滤波技术来提高测量精度。
国内学者的研究成果主要有：
1.重庆大学的蒙建波等应用修正的线性预测谱估计和自适应LMS算法分析涡街频率，并在由风洞、热线探针、旋涡发生体和检测电路、微机组成的实验装置上实现了涡街信号的在线处理；此后，又研制了8位微处理器为核心的流量积算仪，配合应力式涡街流量计在天然气输气管道上进行了现场运行实验。
2.哈尔滨工业大学龚振起等采用基于快速递归最小二乘算法的AR模型参数估计方法处理涡街信号，并研制了准16位8098单片机核的涡街流量计信号处理器；装置在国家原油大流量检定站的水流量检定装置上进行检定，达到1.0级表标准，与普通信号处理装置相比具有明显的抗振动噪声能力。
3.合肥工业大学的徐科军等先后研究了基于FFT的经典谱分析法、最大熵谱法、自适应陷波方法、小波分析方法、功率谱分析方法和互相关法、自适应滤波方法等多种数字信号处理方法，并研制了基于DSP的硬件系统，采用了变频率采样、程控放大器、环型数据队列等技术，利用周期图谱分析的方法计算涡街信号频率，处理系统用函数/信号发生器的输出信号进行了性能测试实验，达到比较好的效果。
4.西北工业大学的刘轶等把自回归模型谱估计应用到涡街理论测量中，提高测量精确和抗干扰性。
但其测量系统本身机械振动较大，使测量结果较之理论结果有一定差距。
中南大学的李文炜等采用Toeplitz自相关矩阵近似的准牛顿算法，对涡街传感器输出信号进行数字信号处理，设计以MSP430单片机为核心的智能涡街流量计。
1.3研究课题提出的背景和意义
正如前面所述，涡街流量计具有诸多优点，同时又有许多亟待解决的问题，特别是在测量小流量时，涡街有用信号非常微弱，易被噪声信号淹没，给低流速下的测量造成了很大困难。
针对这一问题，国内外学者及科研机构纷纷研究并提出各种解决方案，即应用数字信号处理的方法解决，但大部分只是停留在方法上的研究，而没有将高效率的算法应用于实际服务于生产。
目前，国内生产的涡街流量计还限于应用模拟电路的方法对涡街信号进行处理（称为模拟涡街流量计），这样解决不了低信噪比条件下的问题，导致下限太高，量程比只能达到1：
10，远低于理论量程1：
100。
国外也只有Yokogawa公司、Rosemount公司和ABB公司研发出了应用数字信号处理的方法处理涡街信号的涡街，即数字涡街流量计，但是具体的技术并不公开。
近几年，关于涡街信号处理方法的研究很多（如小波变化法、自适应LMS算法等），由天津大学张涛教授主持研究的对涡街传感器输出信号进行数字信号处理方面的探索获得了很大的进展。
凌箐硕士根据涡街信号的特点及其对信号处理方法的要求，借鉴最大似然谱估计方法的研究成果，在周期图法的基础上提出了更适用于涡街频率估计的松弛陷波周期图法，并进行了仿真实验。
该方法兼有高频率分辨率和高计算效率的特点，有很强的抗复杂噪声干扰的能力。
吴鹏硕士基于子波变换消噪原理，结合流量测量特定要求，提出了一种适用于涡街流量传感器信号处理的单支重构滤波方法，同时给出了滤波级数的选取方法，这种计数方法能够有效地扩大涡街流量传感器的量程下限。
但是，以上两种方法由于算法本身的复杂性，使得计算量庞大、实时性无法得到保证，难以应用于实际。
本课题采用模拟电路进行涡街信号的预处理，然后由MSP430F149单片机实现计频，流量计算、显示，脉冲输出等处理。
实现了低功耗、液晶显示等设计目的。
1.4课题研究内容和创新点
课题研究内容共分5章，主要内容如下：
第一章对涡街流量计进行了简要概述，包括发展史、测量原理、结构、分类、应用领域和特点。
分析了涡街流量计需要解决的关键性问题和国内外研究现状。
结合课题的研究背景提出本课题的研究意义。
最后，介绍了课题的主要研究内容和创新点。
第二章简要介绍涡街流量计的工作原理，分析了涡街流量信号的组成。
阐述了本脉冲输出型数字涡街流量计的总体设计方案。
第三章介绍了以MSP430F149单片机为核心的硬件结构，并分为前置放大电路，单片机采集、控制与脉冲输出电路，电源电压电路四大部分进行了详细讲述。
第四章介绍了脉冲输出型数字涡街流量计的软件结构，介绍了单片机的控制程序设计。
第五章介绍了MSP430F149单片机。
课题的主要创新点是：
以MSP430F149单片机为核心实现涡街流量计硬件的低功耗设计；
用LCD实现液晶显示；
JTAG接口电路是单片机进行实时调试的重要接口，通过连接仿真器，便于在现场对单片机进行调试和及时的升级单片机程序
第二章涡街流量计的总体方案设计
本章首先从涡街流量计的工作原理入手，分析了涡街流量信号的组成；然后阐述了本脉冲输出型数字涡街流量计的总体设计方案，尤其是采用了双通道处理的方式，以及引入了频率不确定度的概念作为涡街有用信号处理方法的判断依据；最后简要介绍了功率谱估计的概念，FFT的算法及在DSP中的实现，并针对FFT算法的不足，提出了一种新型的快速插值频率估计法。
2.1涡街流量计的工作原理
2.1.1涡街的产生与涡街现象
涡街流量计实现流量测量的理论基础是流体力学中的著名的“卡门涡街”原理。
如图2.1，在流动的流体中放置一根与流向垂直的非流线型阻流体（如三角柱，圆柱等），称之为旋涡发生体，随着流体沿旋涡发生体流动的速度逐渐加快，雷诺数Re逐渐增大，当达到40左右时，由于旋涡发生体后半部分附面层中的流体团受到更大的阻滞，就会在旋涡发生体下游产生两列旋转方向相反、平行参差排列的涡列，这就是所谓的“卡门涡街”。
图2.1卡门涡街
其中雷诺数Re的定义为：
（2-1）
式中
——工作状态下流体的运动粘度,m
/s；
——被测介质来流的平均流速，m/s；
d——旋涡发生体的特征尺寸，m。
值得注意的是，由于旋涡之间的相互影响，其形成通常是不稳定的。
卡门对涡列的稳定性条件进行了研究，于1911年得到结论：
只有形成相互交替的内旋的两排旋涡，且当两旋涡列之间的距离h和同列的两旋涡之间距离l之比满足时，所产生的涡街才是稳定的h/l≈0.281。
2.1.2涡街的测量
大量实验证明：
在二维流动状态下（来流单相、定常；阻流体具有规则截面，且可视为无限长），当满足涡街稳定的条件时，涡街的单侧旋涡脱落频率（简称涡街频率）f与阻流体两侧的平均流速
之间具有以下关系：
（2－2）
式中d——阻流体迎流面的最大宽度，m；
St—斯特罗哈数。
根据流体流动的连续性理论易知：
（2－3）
式中
——被测介质来流的平均流速，m/s；
m——旋涡发生体两侧流通面积与管道截面积之比。
被测介质的体积流量为：
（2—4）
（2—5）
式中
——管道直径，m；
——涡街流量计的仪表系数，频率值/m
。
由式（2－5）可看出，对于给定的涡街流量传感器，其管道直径D、旋涡发生体特征尺寸d、m及斯特罗哈数St是可知的，因此此仪表系数K也是确定的，只要准确测得旋涡的分离频率f，就可以得知被测流体的速度
，从而到达测量管道内流量的目的。
值得注意的是，式（2－4）（2－5）成立的前提条件是要保证流体的雷诺数在使斯特罗哈数恒定的范围内。
由粘性流体力学对涡街现象的研究可知，对于典型的圆柱型的发生体，雷诺数在3×10
～2×10
的范围内斯特罗哈数恒定，其他类型发生体（如梯形柱）大约也在这个量级。
显然，涡街流量计实际测量的量程下限远远高于理论值，因此，扩展涡街流量计量程的下限是一个重要的研究课题。
2.1.3涡街流量信号的组成
从涡街传感器引出的电荷信号经电荷放大器和滤波器的简单处理后，形成了幅值在几伏左右的电压信号，这个电压信号是杂乱的、不规则的，其中包括体现涡街频率的信号成分即有用信号，也包括各种噪声或者叫干扰信号。
其中噪声可分为三部分：
电磁干扰、流场干扰和管道振动干扰。
那么涡街信号可以表示为：
式中s（t）——体现涡街频率的信号，称为有用信号；
——电磁干扰信号；
——流场干扰信号；
——管道振动干扰信号。
我们最终目的就是要精确的从这个复杂的涡街信号里提取出有用信号，那么，我们必须先了解噪声信号，才能有效的去除噪声。
下面从三点来介绍：
1.电磁干扰信号
由于在工业现场电力线及电力设备密集，大量的电磁干扰就会影响到涡街流量计信号处理电路，这种干扰主要分为三类：
高频电磁辐射干扰、交直流电源干扰和低频电磁干扰。
其中高频电磁辐射干扰主要是通过空间电磁场作用到信号处理电路的；交直流电源干扰来自于电源间的相互影响；低频电磁干扰是对涡街流量计的最主要的电磁干扰，低频电磁干扰的来源非常复杂，它与涡街安装位置、安装方式、接地方式、接地位置、屏蔽情况及放大器的特性等有关，如：
金属屏蔽罩屏蔽空间电磁辐射的能力是有限的，不能抵御频率50Hz以下的电磁场；压电敏感元件的接地点（表壳）与处理电路的接地点如果存在跨步电流，就会在地线两端产生50Hz的跨步电压干扰；当电源干扰存在，而处理电路的共模抑制比较低时，就会在电路中引入50Hz的电源共模干扰。
这种低频干扰在涡街频带之内，所以消除低频电磁干扰是涡街现场应用的一个重要问题。
2.流场干扰信号
工业现场管道内的干扰对旋涡发生体附近的流场分部有很大的影响。
由于管道上下游存在着各种阻力件如阀门、弯头、T形管、扩张管和收缩管等，这些器件对管道的影响有两个方面：
（1）影响管道内的压力分部，导致管道的压力分布不均匀，从而导致管道内流速分部不均匀；
（2）会产生流体扰动和杂乱的旋涡流。
这种干扰会使涡街信号的信噪比降低，并且破坏管道内流场的均匀性和对称性。
3.管道振动干扰信号
管道一般与风机、水泵或压缩机等装置相连接，风机、水泵和压缩机产生的振动、人为撞击管道以及局部阻力件产生的随机噪声有时十分强烈，会叠加到涡街信号中，对于有用信号的提取带来了很大的困难。
理想的涡街信号经电荷放大器和低通滤波器后应该是一个规则的正弦波信号，但是，在工况下低流速的涡街信号则基本被噪声淹没，下图2.2所示的即实际工况下采集的受扰的涡街信号波形图，可见，从含有复杂噪声的信号中提取有用信号还是具有相当难度的。
图2.2受扰的涡街信号图
2.2涡街流量计的方案设计
目前国内大部分的脉冲输出型涡街流量计都是基于电荷放大电路、滤波电路、整形电路和脉冲输出电路组成的一套模拟电路的模拟涡街流量计。
课题设计的脉冲输出型数字涡街流量计采用了普通模拟涡街流量计的前置放大电路，包括电荷放大器、低通滤波器、限幅器和施密特触发器；而对涡街信号的处理则采用了MSP430单片机,利用其I/O端口的外部中断功能，对前置放大电路输出的方波信号进行计频，然后再由单片机的另一I/O端口脉冲输出。
图2.3涡街流量计的整体结构框图
图2.3就是涡街流量计的整体结构框图。
电路对涡街信号进行预处理，通过以运算放大器为主体的模拟电路，对涡街传感头输出的含有各种噪声的微弱电荷信号（幅值在几mV左右）进行电荷放大、低通滤波、限幅、施密特整形四方面的处理，从而将压电陶瓷产生的与旋涡分离频率相同的正弦电荷信号，变换为与流量成正比的脉冲信号，然后将此脉冲信号输入到单片机的一个具有外部中断功能的I/O口，作为其外部中断源进行脉冲沿计频，再通过单片机信号处理，最后由另一I/O端口脉冲输出。
第三章涡街流量计的硬件设计
3.1硬件电路的整体结构设计
课题从抗干扰和降低功耗两个角度考虑，设计了脉冲输出型数字涡街流量计的硬件电路，整体结构采用了以MSP430F149单片机为核心的硬件结构，集合了MSP430单片机强大的控制功能（12位A/D，现场显示，参数设置，脉冲输出等）及它的超低功耗特性于一体。
仪表的整体结构可分为对压电传感器输出的涡街信号的前置放大电路，单片机采集、控制与脉冲输出电路，和电源电压转换电路总共四大部分；实现了双通道信号采集，数据传输，数据处理，现场LCD显示，脉冲输出，累计存储，按键设置的人机界面等功能。
3.2涡街信号的前置放大电路设计
课题设计的脉冲输出型数字涡街流量计选用压电式涡街传感头，即检测涡街频率信号应用应力式检测方式。
把应用膜片和压电晶体元件作为检测元件置于旋涡发生体后，当旋涡在旋涡发生体附近产生后，就会作用在检测元件上面产生一个交替的升力，该升力的频率与旋涡发生体发出的旋涡频率相同，这个升力加上管道噪声和流体振动噪声同时作用在检测元件上，使其产生应力变化，应力差作用于膜片上，使检测元件内的压电晶体元件的诱导电荷发生变化，将电荷变化量引出，它是微弱的含有各种噪声的电荷信号（幅值在几mV左右），此即压电传感头的输出信号，亦是涡街前置放大电路的输入信号。
前置放大电路的任务
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