《谐振式传感器》PPT课件

《《谐振式传感器》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章谐振式传感器谐振式传感器是直接将被测量变化转换为物体谐振频率变化的装置。优点：由于其输出为频率信号，故具有高精度、高分辨力、高抗干扰能力、适于长距离传输、能直接与数字设备相连接等优点，又因无活动部件而具有高稳定性和高可靠性。缺点：要求材料质量较高，加工复杂、成本高，并且输出频率与被测量往往是非线性关系，需要进行线性化处理。第一节原理与类型一、基本原理振子即机械振动系统的谐振频率f可近似用下式表示：式中：振子材料的刚度振子的等效振动质量上式表示振子的谐振频率与其刚度和等效振动质量有关，设其初始谐振频率为。那么，如果振子受力或其中的介质质量等发生变化，则导致振子的等效刚度或等

2、效振动质量发生变化。这即为机械谐振传感器的基本工作原理。二、组成与类型谐振式传感器的组成机械振子的类型a）张丝式b）膜片式c）筒式d）梁式e）扁平型f）平凸型g）双凸型（e、f、g为压电式谐振传感器）第二节特性和设计要点一、振弦式谐振传感器特性式中：振弦的线密度振弦的有效振动长度当弦的张力增加时，则幂级数展开非线性误差灵敏度改进：差动方式二、振膜式谐振传感器特性压力－频率关系曲线非线性误差灵敏度三、振筒式谐振传感器特性式中：压差灵敏度系数被测压力压力－频率关系曲线近似非线性误差灵敏度四、振梁式谐振传感器特性近似压力－频率关系曲线非线性误差灵敏度五、压电式谐振传感器特性式中：石英

3、振子的密度石英振子的切变模量其中，对频率的影响起主导作用。当石英振子受静态压力作用时，则引起振子上应力发生变化而使振子的谐振频率变化，而频率的变化与所加压力成线性关系，这一静压力－频移效应主要是随压力变化而产生的。工作原理：六、设计要点1、减小非线性2、提高灵敏度3、提高稳定性4、减小温度误差第三节转换电路即将与被测量有确定关系的振子谐振频率转换成电信号。转换电路中的主要部件：激振环节按激励信号产生的方式分类：开环式：由一单独信号发生器产生激励信号闭环式：由测量信号通过反馈环节产生激励信号一、开环式转换电路－亦称间歇式电路主要用于振弦式传感器间歇激励式电路原理图振弦式谐振传感器

4、转换电路a）电路原理框图b）单稳态触发器c）f－V转换电路即输出电压与振弦谐振频率的平方成正比二、闭环式转换电路－亦称连续激励方式要求振子作等幅振动，继而要求放大环节为要求的非线性，即输入输出特性为下图：激励方式：3种1、电流法2、电磁法3、电荷法第四节应用举例一、振弦式传感器振弦式压力传感器振弦式扭矩传感器振弦式加速度传感器二、振膜式传感器振膜式压力传感器振膜式压力传感器三、振筒式传感器振筒式压力传感器振管式密度传感器双管式密度传感器四、振梁式和压电谐振式传感器振梁式力传感器压电谐振式压力传感器压电谐振式压差传感器