电工文库|谐振式传感器的设计要点

   更新日期:2017-03-24     来源:建材之家    作者:水电之家    浏览:50    评论:0    
核心提示:谐振式传感器的振子是把被测量的变化转换为频率变化的关键元件,它对传感器的精度、灵敏度和稳定性等有很大影响,因此对它的设计要求较高,主要可从下述几个方面进行考虑。(1) 减小非线性 谐振式传感器的特性曲线几乎都是非线性的。选择合适的工作点和最佳工作频段对减小非线性非常重要。为获得较高的测量精度,必须在转换电路中进行非线性校正。(2) 提高灵敏度 可通过适当选择下面振子

电工知识|电容分相式单相异步电动机正反接原理图

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水电之家讯:谐振式传感器的振子是把被测量的变化转换为频率变化的关键元件,它对传感器的精度、灵敏度和稳定性等有很大影响,因此对它的设计要求较高,主要可从下述几个方面进行考虑。

(1) 减小非线性

谐振式传感器的特性曲线几乎都是非线性的。选择合适的工作点和最佳工作频段对减小非线性非常重要。为获得较高的测量精度,必须在转换电路中进行非线性校正。

(2) 提高灵敏度

可通过适当选择下面振子有关参数来提高灵敏度:密度、弹性模量、泊松比等材料物理特性参数;厚度、半径、长度等结构参数;初始谐振频率,预加载荷等。压电式谐振传感器采取围压加载方式时,其灵敏度最高。

(3) 提高稳定性

首先,应选择强度高、参数稳定的振子材料,如石英晶体,琴钢丝,铁镍横弹合金等;其次,应选择Q值较大的振子,Q值越大,谐振频率的稳定性越高,传感器的工作也越稳定,抗外界干扰的能力越强,其重复性也就越好;再次,要尽量提高材料的弹性极限,保证在最大载荷下,材料弹性变形为材料弹性极限的1/3~1/2以下;最后,结构上最好作成一体的,否则振子与其它部分的连接必须具有很强的抗滑能力。

(4) 减小温度误差

由于构成传感器的材料受温度影响,均将产生温度变形,造成输出信号的不稳定。为减小温度的影响,可采取下面措施:采用零温度系数的材料,或温度系数恒定的材料,而且其弹性模量受温度影响小;采用线路补偿;采取恒温措施;传感器设计成封闭系统,使传感器机械结构自身达到热补偿;对因温度变化而影响振子谐振频率变化的传感器部分,通过选取适当的尺寸和温度系数,保持胀缩平衡。

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