利用諧振元件把被測壓力轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)的壓力傳感器,。它是諧振式傳感器的重要應(yīng)用方面,,主要有振弦式壓力傳感器(見振弦式傳感器),、振筒式壓力傳感器(見振筒式傳感器)、振膜式壓力傳感器(見振膜式傳感器)和石英晶體諧振式壓力傳感器(見石英晶體諧振式傳感器),。
諧振式壓力傳感器原理
諧振式傳感器是指利用諧振原理將被測量變化轉(zhuǎn)換成諧振頻率變化的傳感器,。基于諧振技術(shù)的諧振式傳感器,,自身為周期信號(hào)輸出(準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)),,只用簡單的數(shù)字電路即可轉(zhuǎn)換為微處理器容易接受的數(shù)字信號(hào)。諧振式傳感器的重復(fù)性,、分辨率和穩(wěn)定性等非常優(yōu)良,,又便于和微處理器直接結(jié)合組成數(shù)字控制系統(tǒng)。
諧振式壓力傳感器原理優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用
諧振式傳感器具有體積小,、重量輕,、結(jié)構(gòu)緊湊、分辨率高,、精度高 以及便于數(shù)據(jù)傳輸,、處理和存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn),。主要用于測量壓力,也用于測量轉(zhuǎn)矩,、密度,、加速度和溫度等。
諧振式壓力傳感器原理的特征優(yōu)勢(shì)
相對(duì)其它類型的傳感器,,諧振式傳感器的本質(zhì)特征與優(yōu)勢(shì)是:
?、?輸出信號(hào)是周期的,被測量能夠通過檢測周期信號(hào)而解算出來,。 這一特征決定了諧振式傳感器便于與計(jì)算機(jī)連接,,便于遠(yuǎn)距離傳輸;
② 傳感器系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)結(jié)構(gòu),,處于諧振狀態(tài)。這一特征決定了傳感器系統(tǒng)的輸出自動(dòng)跟蹤輸入;
?、?諧振式傳感器的敏感元件即諧振子固有的諧振特性,,決定其具有高的靈敏度和分辨率;
④ 相對(duì)與諧振子的振動(dòng)能量,,系統(tǒng)的功耗是極小量,。這一特征決定了傳感器系統(tǒng)的抗。
諧振式壓力傳感器原理設(shè)計(jì)要點(diǎn)
?、?諧振子的選擇及其振動(dòng)特性(即振動(dòng)模態(tài),,包括諧振頻率和振 型)的分析、計(jì)算,,確定諧振子的實(shí)際結(jié)構(gòu),、參數(shù)及所敏感的振動(dòng)特征參數(shù)。這部分工作的核心是建立諧振式傳感器的模型,,優(yōu)化出一個(gè)高q值,、高靈敏度的諧振子;
② 檢測源,、激勵(lì)源的選擇以及諧振子的配合問題,。主要包括它們與諧振子的相對(duì)位置的選擇與激勵(lì)能量大小的確定;
③ 檢測信號(hào)的接收,、處理,、轉(zhuǎn)換及按幅相條件設(shè)計(jì)的。對(duì)于靈敏頻率的諧振式傳感器要在滿量程內(nèi)綜合考慮,,而敏感幅值比,、相位差的諧振式傳感器要合理設(shè)計(jì)出“雙閉環(huán)”系統(tǒng),并選擇好參考位置,。
?、?引入恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償機(jī)制,,解算檢測信號(hào),給出被測量,。
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