物聯網傳感技術——諧振式傳感器

諧振式傳感器

基於機械諧振技術,以諧振元件作爲敏感元件而實現測量的傳感器稱爲諧振式傳感器。諧振式傳感器自身爲週期信號輸出(準數字信號),只用簡單的數字電路即可轉換爲易與微處理器接口的數字信號,同時其重複性、分辨力、穩定性十分優良。

  • 特點:
    1)輸出是準數字信號,易於處理。
    2)系統功耗小、穩定性好、抗干擾性好。
    3)傳感器處於諧振狀態:輸出自動跟蹤輸入,重複性好,靈敏度、分辨率、精確度高。
    4)整體式結構,無活動部件,機械結構牢固,可靠性好。
  • 缺點:
    1)要求材料質量較高。
    2)加工工藝複雜、生產週期長、成本較高。
    3)其輸出頻率與被測量的關係往往是非線性的,必須進行線性化處理才能保證良好的精度。

諧振式傳感器的工作原理與結構組成

1.1 工作原理

任何彈性體都具有固有振動頻率,當外界的激勵可以克服阻尼力時,它就可能產生振動,其振盪頻率與彈性體的固有頻率、阻尼特性及激勵特性有關。若激勵的頻率與彈性體的固有頻率相同、大小剛好可以補充阻尼的損耗時,該彈性體即可作等幅連續振盪,振動頻率爲其自身的固有頻率,當被測量變化時,引起振動系統等效剛度或等效質量發生變化,從而致使彈性體的固有頻率發生變化

1.2 結構組成
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1.3 諧振子的品質因數
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振筒式傳感器

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振弦式傳感器

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作業

  • 試述振筒式壓力傳感器的工作原理。
    (見上)
  • 諧振式傳感器輸出信號的測量爲什麼用週期法比頻率法精度高?
    無論採用哪種測量方法,由於計數器只能整數計數而產生±1的計數誤差,從而提高標準頻率信號的頻率就可以減小測量誤差提高測量精度,而測頻法受到信號本身頻率大小的限制,所以精度比較低。例如週期法採用1Mhz的標準信號測量1Khz的諧振頻率信號,比測頻法的精度高。
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