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串联谐振谐振式压力传感器原理
2021-05-24

 利用谐振元件把被测压力转换成频率信号的压力传感器。它是谐振式传感器的重要应用方面,主要有振弦式压力传感器(见振弦式传感器)、振筒式压力传感器(见振筒式传感器)、振膜式压力传感器(见振膜式传感器)和石英晶体谐振式压力传感器(见石英晶体谐振式传感器)。

  谐振式压力传感器原理

  谐振式传感器是指利用谐振原理将被测量变化转换成谐振频率变化的传感器。基于谐振技术的谐振式传感器,自身为周期信号输出(准数字信号),只用简单的数字电路即可转换为微处理器容易接受的数字信号。谐振式传感器的重复性、分辨率和稳定性等非常优良,又便于和微处理器直接结合组成数字控制系统。

  谐振式压力传感器原理优点与应用

  谐振式传感器具有体积小、重量轻、结构紧凑、分辨率高、精度高 以及便于数据传输、处理和存储等优点。主要用于测量压力,也用于测量转矩、密度、加速度和温度等。

  谐振式压力传感器原理的特征优势

  相对其它类型的传感器,谐振式传感器的本质特征与独特优势是:

  ① 输出信号是周期的,被测量能够通过检测周期信号而解算出来。 这一特征决定了谐振式传感器便于与计算机连接,便于远距离传输;

  ② 传感器系统是一个闭环结构,处于谐振状态。这一特征决定了传感器系统的输出自动跟踪输入;

  ③ 谐振式传感器的敏感元件即谐振子固有的谐振特性,决定其具有高的灵敏度和分辨率;

  ④ 相对与谐振子的振动能量,系统的功耗是极小量。这一特征决定了传感器系统的抗。

  谐振式压力传感器原理设计要点

  ① 谐振子的选择及其振动特性(即振动模态,包括谐振频率和振 型)的分析、计算,确定谐振子的实际结构、参数及所敏感的振动特征参数。这部分工作的核心是建立谐振式传感器的模型,优化出一个高q值、高灵敏度的谐振子;

  ② 检测源、激励源的选择以及谐振子的配合问题。主要包括它们与谐振子的相对位置的选择与激励能量大小的确定;

  ③ 检测信号的接收、处理、转换及按幅相条件设计的。对于灵敏频率的谐振式传感器要在满量程内综合考虑,而敏感幅值比、相位差的谐振式传感器要合理设计出“双闭环”系统,并选择好参考位置。

  ④ 引入恰当的补偿机制,解算检测信号,给出被测量。

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