【正文】 發(fā)并維持振蕩的作用 。 整形放大低通濾波器 u2u1Ur1Uo單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器fV—轉換電路 1u3Ur2低通濾波器 uo1uo2fV—轉換電路 2 以頻率的平方為輸出的轉換電路 u2觸發(fā)如圖所示的 CMOS單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ， 得到頻率仍為 f， 周期仍為 T， 但脈沖寬度為 t的方波 u3。 測量時底座上的膜片與所要測量的地層面接觸 。 圖示為其應用 。 561243p1— 拾振線圈； 2— 振動膜片；3— 激振線圈； 4— 放大振蕩電路； 5— 壓力膜片； 6— 空腔 諧振式傳感器應用舉例 振弦式傳感器應用舉例 振梁式傳感器應用舉例 振膜式壓力傳感器應用舉例 振筒式傳感器應用舉例 壓電式諧振傳感器應用舉例 微型硅諧振式傳感器應用舉例 √ √ √ 振筒式傳感器應用舉例 振筒式傳感器主要用于測氣體壓力和密度等物理量 。 通過改變杠桿兩臂的比值 、 波紋管的截面積及配重來選擇合適的壓力 — 頻率轉換關系 。 故普遍稱之為具有 ng(10－ 9 g)級 的 質(zhì)量檢測精度 。 諧振式傳感器應用舉例 振弦式傳感器應用舉例 振梁式傳感器應用舉例 振膜式壓力傳感器應用舉例 振筒式傳感器應用舉例 壓電式諧振傳感器應用舉例 微型硅諧振式傳感器應用舉例 √ √ √ √ √ √ 第 9章 諧振式傳感器 諧振式傳感器的類型與原理 諧振式傳感器的特性與設計要點 諧振式傳感器的轉換電路 諧振式傳感器應用舉例 √ √ √ √ 第 9章作業(yè) 、 。 壓電式諧振傳感器應用舉例 石英晶體微天平檢測精度非常高 。 振動管與外部管道采用軟性聯(lián)結 (如波紋管 )， 以防止外部管道的應力和熱膨脹對管子振動頻率的影響 。 此外 ， 它也可測液體密度 、 液位等參數(shù) 。 振弦式傳感器應用舉例 通過測定弦的振動頻率可知被測物的傾斜角度 。 它的缺點是對傳感器的材料和加工工藝要求很高 ， 精度較低 。 以頻率的平方為輸出的轉換電路 如圖所示 ， 諧振式傳感器輸出信號 u1的頻率為 f、 周期 T＝ 1/f。 R2和 R4起溫度補償 的作用 。 高增益放大器 IC2使輸出信號大到一定值后飽和 ， 以達到限幅目的 。 即 )(21rTlf ? 閉環(huán)式轉換電路 圖示電路中 ， 振弦等效諧振回路作為整個振蕩電路的 正反饋網(wǎng)絡 。 連續(xù)激勵方式不同 ，轉換電路也不同 。 它們各有優(yōu)缺點 ， 可根據(jù)加工條件 、 精度要求 、 調(diào)頻及裝拆情況等方面來選擇 ， 也可設計成其他形式的結構 。 PF1 F 2 諧振式傳感器的設計要點 諧振式傳感器的設計要點 在 電磁法激勵振弦 的方式中 ， 磁鐵一般用AlNiCoⅤ 硬磁合金 ， 激勵線圈和感應線圈應垂直放置 ， 以防它們之間直接耦合 。 ).(/)/().()/(12 2892792100mffQAQD???????x 諧振式傳感器的設計要點 要提高 Q， 必須提高振子的固有頻率 f0， 也就必須采用彈性模量高 、 剛度大 、 質(zhì) 量小且參數(shù)穩(wěn)定的振子材料 。 通過適當選擇振子的參數(shù)來提高靈敏度 。 ph2 rl 諧振式傳感器的特性 (4)壓電式諧振傳感器 石英振子壓力傳感器采用 厚度切變 振動模式 AT切型 石英晶體制成 ， 用一整塊石英加工出振子和圓筒 ， 端蓋是密封的 ， 空腔被抽成真空 。 因此 ， 分析其特性時不僅要分析其輸出輸入關系 、 靈敏度等 ， 還要分析其非線性誤差 。 這樣就可組成自激振蕩電路 ，使梁在一階彎曲狀態(tài)下起振 ， 通過正反饋維持等幅振蕩 。 這種方法在振弦中無電流通過 。 若不考慮阻尼 ， 外接線路無需再給振弦提供電流 ， 即可依靠彈性力 維持等幅振動 ， 振動頻率即諧振頻率 。將被測物理量轉換為 T或 l的改變量 ， 即可通過測量f而確定被測量的大小 。 當強迫振動頻率等于其固有振動頻率時會產(chǎn)生諧振 。 振子常為膜片狀或梁狀 ， 按振子上下表面形狀又分為 扁平形 、 平凸形 和 雙凸形 三種 。 補償裝置主要對溫度誤差進行補償 。 第 9章 諧振式傳感器 如圖所示 ， 當質(zhì)量塊在加速度作用下使硅梁發(fā)生彎曲變形時 ， 在硅梁的根部產(chǎn)生應力 S，從而使 MOS管的特性發(fā)生改變 。 常用電子振蕩器有 RC振 蕩電路和石英晶體振蕩電路等 。 諧振式傳感器種類很多 ， 按它們諧振的原理可分為： 機械的 、 電的和原子的三類 。 如圖所示 ， 在應力作用下 ， 由于硅的壓阻效應 ， MOS管源 、 漏極之間的溝道電阻將發(fā)生變化 ， 從而改變反相器的延遲時間 。 可采用閉環(huán)結構 ， 也可采用開環(huán)結構 。 用石英晶體振子可制成性能優(yōu)良的壓電式諧振傳感器 。 石英晶體是彈性體 ， 它存在固有振動頻率 。 其諧振頻率 (一次振型 )為 lTxy 諧振式傳感器的基本原理 )(212π21ru? Tllf ???)(212π21ru? Tllf ???當振弦一定時 ， 諧振頻率 f與張力 T及長度 l有關 。 接通電源時 ， 振弦內(nèi)的沖擊電流使振弦開始振動 。 諧振式傳感器的基本原理 ② 電磁法 ， 也稱 線圈法 。 + + 諧振式傳感器的基本原理 兩組電極所加電場的極性相反時 ， 梁就呈一階彎曲狀態(tài)；變換這兩組電極上電場的極性 ， 梁向相反方向彎曲 。 T12341— 鐵片； 2— 感應線圈； 3— 永久磁鐵； 4— 電磁鐵 諧振式傳感器的類型與原理 諧振式傳感器的類型 諧振式傳感器的基本原理 √ √ 第 9章 諧振式傳感器 諧振式傳感器的類型與原理 諧振式傳感器的特性與設計要點 諧振式傳感器的轉換電路 諧振式傳感器應用舉例 √ 諧振式傳感器的特性與設計要點 諧振式傳感器通過測量諧振頻率來確定被測量的大小 ， 而 諧振頻率與被測量之間通常是非線性關系 。 rph 諧振式傳感器的特性 (3)振筒式諧振傳感器 振筒受到壓力 p作用時 ， 諧振頻率 f與壓力 p的關系近似為 ).( 32910 Bpff +?式中 ， B≈[3(1－ ?2)/(4E)](r/h)3。 諧振式傳感器的設計要點 (2)提高靈敏度 。 它越大 ， 自激振蕩回路越易于起振 ， 諧振頻率的穩(wěn)定性越高 ， 傳感器的工作越穩(wěn)定 ， 抗外界干擾的能力越強 ， 重復性也就越好 。 P和 F F2的接觸面及 F F2的端部都應 研磨光潔 ，以減小磁阻并使磁力線分布均勻 。 目前 ， 振弦式傳感器中常用的夾緊裝置有 銷釘式 、 錐形栓式 和 剪式 等幾種 。 tt激勵脈沖輸出信號張馳振蕩器 輸出 諧振式傳感器的轉換電路 開環(huán)式轉換電路 閉環(huán)式轉換電路 以頻率的平方為輸出的轉換電路 √ 閉環(huán)式轉換電路 這是采用 連續(xù)激勵方式 的諧振傳感器的轉換電路 。 閉環(huán)式轉換電路 因此 ， 位于磁場中的通電振弦 ， 可等效為