谐振式传感器
基于机械谐振技术,以谐振元件作为敏感元件而实现测量的传感器称为谐振式传感器。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易与微处理器接口的数字信号,同时其重复性、分辨力、稳定性十分优良。
特点:
1)输出是准数字信号,易于处理。
2)系统功耗小、稳定性好、抗干扰性好。
3)传感器处于谐振状态:输出自动跟踪输入,重复性好,灵敏度、分辨率、精确度高。
4)整体式结构,无活动部件,机械结构牢固,可靠性好。缺点:
1)要求材料质量较高。
2)加工工艺复杂、生产周期长、成本较高。
3)其输出频率与被测量的关系往往是非线性的,必须进行线性化处理才能保证良好的精度。
谐振式传感器的工作原理与结构组成
1.1 工作原理
任何弹性体都具有固有振动频率,当外界的激励可以克服阻尼力时,它就可能产生振动,其振荡频率与弹性体的固有频率、阻尼特性及激励特性有关。若激励的频率与弹性体的固有频率相同、大小刚好可以补充阻尼的损耗时,该弹性体即可作等幅连续振荡,振动频率为其自身的固有频率,当被测量变化时,引起振动系统等效刚度或等效质量发生变化,从而致使弹性体的固有频率发生变化。
1.2 结构组成
1.3 谐振子的品质因数
振筒式传感器
振弦式传感器
作业
试述振筒式压力传感器的工作原理。(见上)谐振式传感器输出信号的测量为什么用周期法比频率法精度高?
无论采用哪种测量方法,由于计数器只能整数计数而产生±1的计数误差,从而提高标准频率信号的频率就可以减小测量误差提高测量精度,而测频法受到信号本身频率大小的限制,所以精度比较低。例如周期法采用1Mhz的标准信号测量1Khz的谐振频率信号,比测频法的精度高。