谐振传感器

谐振传感器具有体积小，重量轻，结构紧凑，分辨率高，精度高，数据传输，处理和存储方便等优点。

它主要用于测量压力，也可用于测量扭矩，密度，加速度和温度。

与其他类型的传感器相比，谐振传感器的基本特性和独特优势是：1输出信号是周期性的，可以通过检测周期信号来测量。

此功能确定谐振传感器易于连接到计算机进行长距离传输; 2传感器系统是一个共振的闭环结构。

此功能确定传感器系统的输出以自动跟踪输入; 3谐振传感器的谐振分量，即谐振器的固有谐振特性，决定了它的高灵敏度和分辨率; 4相对于谐振器的振动能量，系统的工作耗电量很小。

此功能决定了传感器系统的强抗干扰性和稳定性。

谐振传感器可分为振弦式，振动型，振动型，振膜式和压电谐振型。

1.振弦式传感器一种带有张紧金属弦作为敏感元件的谐振传感器。

当确定弦的长度时，固有振动频率的变化量可用于表征弦的张力的大小。

通过相应的测量电路，可以获得与拉力具有一定关系的电信号。

振弦的固有振动频率f与张力T之间的关系是：l是振弦的长度，ρ是每弦长的质量。

振弦的材质和质量直接影响传感器的精度，灵敏度和稳定性。

钨丝具有高性能，硬度，熔点和拉伸强度，是一种常用的振弦材料。

另外，小提琴弦，高强度钢丝，钛丝等也可用作振弦线材料。

振弦式传感器由振弦，磁铁，夹紧装置和受力机构组成。

振动线固定在一端，并在一端连接到力接收机构。

可以通过使用不同的力接收机构来制造用于测量压力，扭矩或加速度的各种振弦传感器。

2.振动缸型传感器一种带有振动薄金属缸作为敏感元件的谐振传感器。

振动圆筒的固有振动频率由圆筒的形状和尺寸，材料的弹性模量，圆筒的应力和周围介质的性质决定。

测量参数的变化导致气缸的某些物理特性发生变化，从而改变气缸的固有振动频率，并且可以通过测量气缸的振动频率来实现测量参数的目的。

振动缸传感器已经发展到很高水平，主要用于测量气体压力和密度。

3.振动光束传感器谐振传感器以弹性梁为敏感元件。

振动梁的固有振动频率随着两端接收的力而变化，并且通过相应的测量电路可以获得与测量的力具有一定关系的频率信号。

振动梁通常连接到弹力接收机构以感测测量的压力。

振动梁传感器用于测量静态或缓慢变化的压力。

4.隔膜传感器一种带有圆形恒定弹性合金隔膜作为敏感元件的谐振传感器。

隔膜的固有振动频率随着隔膜上的压力而变化，并且可以通过相应的测量电路获得与测量的压力具有一定关系的频率信号。

隔膜传感器广泛用于压力测量。

它们包括腔体，压力膜片，膜片，励磁线圈，拾波线圈和放大振荡器电路。

当腔体受到压力的影响时，压力膜片变形，并且安装在压力膜片支架上的膜片由于支架角度的改变而改变刚度。

隔膜的振动频率取决于隔膜的刚度，压力隔膜和支架的刚度。

励磁线圈和拾取线圈放置在膜片的两侧。

在运行过程中，励磁线圈接通交流电，使振膜振动，拾波线圈将感应振动信号发送到放大振荡电路，信号被放大并反馈回励磁线圈，隔膜保持它。

固有频率振动。

励磁线圈和拾波线圈也可以由两个压电元件代替，并且该结构也可以制成使得膜片直接感测测量的压力。

作为振动器的压电元件通过正压电效应将振动信号传递给放大器，并且信号被放大并作为激励器被正反馈到压电元件，并且通过逆压电效应产生振动激励以维持振动信号。

光圈。

振动。

为了提高稳定性，压电元件的固有振荡频率应远离振动膜的固有振荡频率，并设置高频衰减网络以抑制高频振荡。

1分析和计算谐振子的选择及其振动特性（即振动模式，包括谐振频率和模式），以确定谐振器的实际结构，参数和灵敏振动特性。

这部分工作的核心是构建谐振传感器模型，优化高Q值，高灵敏度的谐振子; 2检测源，激励源选择和谐振子协调。

它主要包括选择谐振器的相对位置和确定激励能量的大小; 3，根据幅度和相位条件设计的检测信号的接收，处理，转换和放大电路。

具有敏感频率的谐振传感器应该全面考虑，而具有灵敏振幅比和相位差的谐振传感器应合理地设计出“双闭环”。

系统并选择一个好的参考位置。

4引入适当的补偿机制，解决检测信号，并给出测量值。