影响振筒式气压传感器精度的因素及其提高精度的方法.pdf

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1、第35卷第1期气象研究与应用Vol-35No．12014年3月J0URNALOFMErE0R0L0GICALRESEARCHANDAPPUCAT10NMar．2014文章编号：1673—8411(2014)01—0088—03影响振简式气压传感器精度的因素及其提高精度的方法刘希林(广西气象技术装备中心，广西南宁530022)摘要：对影响振筒式气压传感器精度的因素进行，提出提高传感器精度应采取的措施。关键词：振简；气压传感器；原理；因素中图分类号：P427文献标识码：A1h。aCtJ0rS‘

2、ni一luenci-nRt·

3、lheaccuracyot⋯vibrat·i-oncy-l-ind一erDressuresens0randimprovement0fprecisionLiuXi-Iin(GuangxiMeteorologicalTechnologyandEquipmentCenter)Abstract：Basedontheanalysisofthefactorsaffectingtheprecisionofvibrationcylinderpressuresensor，theimprovementofprecisionmeasures

4、wasputforward．KeyWords：vibrationcylinder；pressuresensor；principle；factor器的工作模式⋯。由于波型的对称性，使得传感器经1振筒式气压传感器结构及原理得起大加速度位移而不致于损失任何磁性性能。振筒式气压传感器是由振动筒、激振和拾振线拾振线圈在线圈架中安装成与激振线圈相垂圈、保护筒及基座等部分组成。振动筒是压力敏感直．这样可以使得两个线圈避免互相耦合。有助于元件，是一个一端密闭(自由端)，另一端固定在基座空间位置和相位关系有助于振筒以四瓣对称波型起上的薄

5、壁圆筒。壁厚为0．08mm．改变壁厚可获得不振。波节的对称性也对滤掉外来的干扰有益。同的测压范围[1]。内振筒除了把被测压力转换为固激振线圈、拾振线圈和机械共振的内振筒由通有的振动频率外。还作为闭合磁路的一部分．因而其过导线的电流和由磁力线所产生的力相互联系着，材料不仅要具有稳定的弹性，还应有良好的导磁性．构成闭环控制电路口]。常用镍基恒弹合金，(如3J53、3J58等)材料制成『2]。当空气被引入线圈架和振筒之间的空腔时，筒外保护筒一般用不锈钢制成。线圈架安装在基座上，壁由作用在筒内表面的压力所张紧，这个张力使筒并位

6、于圆筒的中央。线圈架上有激振线圈，它用于激的固有频率随压力的增加而增加。当机械频率增加励内振筒；线圈架上另有拾振线圈。它用于检测内振时。拾振线圈可以直接检测出频率增量，并将这个信筒的振动频率。内振动筒和外保护筒之间的空间被息立即转送到放大器和限幅器。该新的频率和新的抽空作为绝对压力的标准。振动筒内腔与被测压力极限电压又反馈到激振线圈．从而产生一个增强了环境相通。对于大多数振筒的几何尺寸来说．轴向半的、并能以适当频率脉动的力。波数m=l。周向波数n=3或4的模式具有最低的固传感器在零压力点有一个固有频率f0，f0的选有频

7、率和最大振幅．并且容易激振。这是因为m>l择原则是：对于气压传感器而言，应该尽可能使f0的轴向振型属调频振型，不易激振、而取n=4为径高一点，这样可以使方程的二次项占的比例明显减向固定的激振线圈容易激励。多用来作为气压传感小．有利于线性化。收稿日期：2013—10—08作者简介：刘希林(1973一)，男，工程师，现从事气象仪器检定校准工作。1期刘希林：影响振筒式气压传感器精度的因素及其提高精度的方法89振筒的模式和频率都受筒的尺寸的影响。筒的值；元件的Q值愈大，用该元件组成的电路或网络主要尺寸有三：半径R、长度l、壁厚

8、h。其中对振筒的选择性愈佳。性能影响最大的是h。根据理论公式和试验确定：选振筒式气压传感器．因为没有支承点的摩擦，所用h=0．08mm，l=53mm，R=9mm较为合适。振筒的固以具有低的阻尼．谐振响应曲线很“陡”。由于低阻有频率fo=4500Hz．可以由零压力达到“满刻度”，频尼，它的品质因数Q值在5000以上。率的变化为20％．即900Hz。2．6重复性和迟滞振筒式气压传感器重复性好和迟滞低。其所以2影响传感器精度的因素迟滞低主要是因为它没有支承点的摩擦和元件本身2．1分辨率的永久变形。而且内振筒焊接在外保护筒的较

9、重的为了提高分辨率，通常的变换方法是打开一个环形基座上．该组件又夹紧在传感器基座上，因而不逻辑门，使得一个精密的高频时钟脉冲通过，并用计存在相对运动。而振筒所受的应力只要在材料的弹数器按二进制来积累通过门的时钟脉冲。时钟门最性极限以内，元件就不会有永久性变形。两项的全部初是因为传感器一个输出矩形波的起点被打开，使影响不大于传感器所