諧振式傳感器的振子是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為頻率變化的關(guān)鍵元件,它對(duì)傳感器的精度、靈敏度和穩(wěn)定性等有很大影響,因此對(duì)它的設(shè)計(jì)要求較高,主要可從下述幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。
(1) 減小非線性
諧振式傳感器的特性曲線幾乎都是非線性的。選擇合適的工作點(diǎn)和最佳工作頻段對(duì)減小非線性非常重要。為獲得較高的測(cè)量精度,必須在轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行非線性校正。
(2) 提高靈敏度
可通過適當(dāng)選擇下面振子有關(guān)參數(shù)來提高靈敏度:密度、彈性模量、泊松比等材料物理特性參數(shù);厚度、半徑、長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù);初始諧振頻率,預(yù)加載荷等。壓電式諧振傳感器采取圍壓加載方式時(shí),其靈敏度最高。
(3) 提高穩(wěn)定性
首先,應(yīng)選擇強(qiáng)度高、參數(shù)穩(wěn)定的振子材料,如石英晶體,琴鋼絲,鐵鎳橫彈合金等;其次,應(yīng)選擇q值較大的振子,q值越大,諧振頻率的穩(wěn)定性越高,傳感器的工作也越穩(wěn)定,抗外界干擾的能力越強(qiáng),其重復(fù)性也就越好;再次,要盡量提高材料的彈性極限,保證在最大載荷下,材料彈性變形為材料彈性極限的1/3~1/2以下;最后,結(jié)構(gòu)上最好作成一體的,否則振子與其它部分的連接必須具有很強(qiáng)的抗滑能力。
(4) 減小溫度誤差
由于構(gòu)成傳感器的材料受溫度影響,均將產(chǎn)生溫度變形,造成輸出信號(hào)的不穩(wěn)定。為減小溫度的影響,可采取下面措施:采用零溫度系數(shù)的材料,或溫度系數(shù)恒定的材料,而且其彈性模量受溫度影響??;采用線路補(bǔ)償;采取恒溫措施;傳感器設(shè)計(jì)成封閉系統(tǒng),使傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)自身達(dá)到熱補(bǔ)償;對(duì)因溫度變化而影響振子諧振頻率變化的傳感器部分,通過選取適當(dāng)?shù)某叽绾蜏囟认禂?shù),保持脹縮平衡。
產(chǎn)品圖片
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