傳感器原理與應用第9章

諧振式傳感器第9章

諧振式傳感器

諧振式傳感器是直接將被測量的變化轉(zhuǎn)換為物體諧振頻率變化的裝置，也稱頻率式傳感器。

優(yōu)點：①精度高、分辨力高；②穩(wěn)定性高、可靠性高、抗干擾能力強；③適于長距離傳輸且功耗低；④能直接與數(shù)字設備相連接；⑤無活動部件，機械結(jié)構(gòu)牢固等。第9章

諧振式傳感器

缺點：①要求材料質(zhì)量較高；②加工工藝復雜、生產(chǎn)周期長、成本較高；③其輸出頻率與被測量的關系往往是非線性的，須進行線性化處理才能保證良好的精度。

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。常用電子振蕩器有RC振蕩電路和石英晶體振蕩電路等。第9章

諧振式傳感器

1.RC振蕩器式溫度—頻率傳感器

如圖所示，它利用熱敏電阻RT測量溫度。RT作為RC振蕩器的一部分，振蕩頻率與RT有關。該電路是由運算放大器和反饋網(wǎng)絡構(gòu)成的一種RC文氏電橋正弦波發(fā)生器。

2.MOS環(huán)振式數(shù)字加速度傳感器

環(huán)形振蕩器最基本的形式是由奇數(shù)個首尾相連成閉環(huán)的反相器組成，如圖所示。輸出頻率與每個門的平均延遲時間及門的數(shù)目成反比。第9章

諧振式傳感器第9章

諧振式傳感器

MOS環(huán)振式數(shù)字加速度傳感器利用了MOS管的力敏效應。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。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。第9章

諧振式傳感器

為了減小環(huán)境溫度的影響，可以采用如圖所示結(jié)構(gòu)。第9章

諧振式傳感器

本章主要討論機械式諧振傳感器。它是一種頻率式數(shù)字傳感器。所謂頻率式數(shù)字傳感器是指，它能直接將被測非電量轉(zhuǎn)換成與之相對應的、便于處理的準數(shù)字信號——頻率信號。第9章

諧振式傳感器9.1

諧振式傳感器的類型與原理9.2

諧振式傳感器的特性與設計要點9.3

諧振式傳感器的轉(zhuǎn)換電路9.4

諧振式傳感器應用舉例9.1

諧振式傳感器的類型與原理

機械式諧振傳感器的基本組成如圖所示。振動元件是核心部件，稱為振子或諧振子?？刹捎瞄]環(huán)結(jié)構(gòu)，也可采用開環(huán)結(jié)構(gòu)。補償裝置主要對溫度誤差進行補償。頻率檢測實現(xiàn)對周期信號頻率即諧振頻率的檢測，從而可確定被測量的大小。9.1

諧振式傳感器的類型與原理9.1.1

諧振式傳感器的類型9.1.2

諧振式傳感器的基本原理9.1.1

諧振式傳感器的類型

按諧振子的結(jié)構(gòu)，常見的諧振式傳感器可分為振弦式、振梁式、振膜式和振筒式，對應的振子形狀分別為張絲狀、梁狀、膜片狀和筒狀。(a)張絲狀(b)梁狀(c)膜片狀(d)筒狀9.1.1

諧振式傳感器的類型

振子材料有

①恒彈性模量的恒模材料，如鐵鎳恒彈合金等。但這種材料易受外界磁場和周圍環(huán)境溫度的影響。

②石英晶體，在一般應力下具有很好的重復性和極小的遲滯，特別是其品質(zhì)因數(shù)Q值極高，且不受環(huán)境溫度影響，性能長期穩(wěn)定。

③硅。

用石英晶體振子可制成性能優(yōu)良的壓電式諧振傳感器。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。其中雙凸形振子Q值最高可達106～107，因而較多采用。石英晶體的振動模式有長度伸縮、彎曲、面切變和厚度切變等，其中厚度切變是主要的應用模式。(a)扁平形(b)平凸形(c)雙凸形9.1.1

諧振式傳感器的類型根據(jù)能陷險理論，選隔擇諧巴振子弟外形阿的主庸要依猶據(jù)是區(qū)徑向沉尺寸f和晶紀片厚顆度h之比貞值的崇大小瞇。一奔般，嘴在f/h≤1岔5時，仆采用匹雙凸狗形。當15＜f/h≤4煎5時，姑采用秋平凸散形f/h＞45時，豪采用另扁平宮形。9.缺1.耐1諧振博式傳壓感器闊的類朝型9.務1.超1諧振養(yǎng)式傳災感器扯的類慚型石英倒晶體到振蕩掌器的訊基本棒原理在石鑒英晶攝體的浮電極熔上施宏加交調(diào)變激伐勵電購壓時綁，由市于逆壓定電效注應，石裳英晶禿體會樸產(chǎn)生憲機械副振動桌。石狼英晶渡體是杠彈性遇體，槍它存拘在固論有振叉動頻孟率。定當強欠迫振刻動頻千率等些于其碰固有墊振動據(jù)頻率乞時會南產(chǎn)生盟諧振伶。思考彼題：閣固有升頻率堵與諧傘振頻揉率是肢否相丈同？味為什吵么？9.禾1.蹲1諧振疊式傳蘇感器郵的類隸型隨著微電黑子技丈術和微機傍械加似工技濟術的興腐起，賄以硅姿為振隙子材站料的硅微囑機械忘諧振軍傳感犁器越來淘越受油到了雁重視站。這璃種傳聲感器尾利用蛛成熟講的硅數(shù)集成籍制造稀工藝減，能任得到午大批你量的昂可靠逐性高霸、靈慕敏度變高、捷價格因低廉腔、體兼積小艦、功弊耗低險的產(chǎn)傭品，連特別算是便靜于構(gòu)勸成集錦成化沒測量險系統(tǒng)挨。其奧振子宵常為紐奉微懸圾臂梁秀、兩超端固肺支微諷梁(橋)、方肉膜或修圓膜直等形聽狀，換尺寸仔在微米量級轉(zhuǎn)。9.廉1諧振訪式傳歪感器洋的類安型與諒原理9.啦1.兆1諧振截式傳陸感器松的類存型9.碰1.戲2諧振叮式傳租感器麥的基膜本原當理√設振譽子等效晶剛度為ke，等效旱振動斷質(zhì)量為me，則叢振子顧諧振奔頻率f可近購似表撈示為若振妹子受裁到力武的作玻用或姿其中耽的介港質(zhì)質(zhì)限量發(fā)波生變農(nóng)化，幅導致拖振子匠的等蛛效剛警度或梯等效調(diào)振動先質(zhì)量紐奉發(fā)生深變化禁，其液諧振管頻率當也會肅發(fā)生照變化純。此按即機女械式碰諧振別傳感葬器的稍基本磁工作亞原理彈。9.化1.建2諧振悠式傳躍感器掀的基變本原少理1.諧振訊頻率如圖糞所示，一矩根兩剪端固臭定，舒長度氏為l，線密已度(單位轎長度睛質(zhì)量)為r的弦濫，受引到張鏟力T作用各。其鉆諧振賣頻率(一次愉振型)為9.訊1.謹2諧振體式傳急感器立的基箱本原勢理當振思弦一闊定時猛，諧膛振頻油率f與張辦力T及長嘆度l有關向。將態(tài)被測議物理納量轉(zhuǎn)忌換為T或l的改孩變量醒，即翅可通濱過測功量f而確瞇定被愈測量造的大業(yè)小。9.春1.經(jīng)2諧振抽式傳劣感器驢的基品本原瘡理2.振動補激勵獎方式為測女出諧估振頻陽率，膊須設叔法激圓勵振屋子振白動。遞起振繳后，脅還需搶要及宏時補呼充能鴉量。堂給振小子補伯充能冶量的棄方式志一般手有兩宿種：連續(xù)暢激勵惱法和間歇端激勵僻法。(1)連續(xù)或激勵期法是指按振元子的抵振動船周期貨補充狼能量，使其親振幅漁維持振不變。又研可分汗為電流馳法、電磁隔法、電荷正法和電熱千法等。9.鍋1.壯2諧振謙式傳屠感器泡的基衡本原蘋理①電御流法腔。接捕通電喝源時布，振藍弦內(nèi)腹的沖錄擊電拾流使組振弦鐘開始校振動舌。若巡壽不考膚慮阻雹尼，原外接擠線路唉無需杜再給掉振弦況提供攜電流境，即漢可依予靠彈性浮力維持森等幅揭振動眉，振序動頻倒率即極諧振訊頻率揚。9.僅1.并2諧振甘式傳默感器櫻的基落本原拼理然而冊阻尼鉗總是挽存在欠的，士除電磁雕阻尼外還兄有空氣顛阻尼等。振弦援在運貨動過寇程中調(diào)切割弱磁力討線產(chǎn)鉤生感秩應電蘭勢，丈該電寺勢通望過外腐接閉鍬合回預路形閣成電梯流，銅使振押弦受檢到大郵小正疾比于接運動良速度用、方蓬向和鄰運動窯速度劫相反鐘的磁壁場力仿的作拍用，魄此即向電磁父阻尼苗。設想唇將上炎述感車應電暢勢測輸出來衰，然緣瑞后通蓋過正反紀饋在振菊弦兩危端加密幅度蜻相同帳、相姐位也就相同哨的外館接電言勢，拆則不騙會產(chǎn)階生電虧磁阻付尼。川若外或接電插勢略卷大于字上述永感應葵電勢才，還醫(yī)可消貪除其唉他阻效尼的腫影響紛。9.娘1.醉2諧振準式傳慚感器肚的基花本原歪理電流良法的淘缺點盡是：擴振弦童連續(xù)次激勵鑼容易嬸疲勞巷，又呼因振稱弦通及電，手所以各須考撲慮它異與外輛殼絕震緣問集題。僑若絕傅緣材腳料的池熱膨幣脹系歷數(shù)與記振弦喘的熱藍膨脹莊系數(shù)拌差別耳大，饞則易奮產(chǎn)生策溫度籃誤差雖。9.大1.挖2諧振戴式傳府感器紫的基施本原綁理②電池磁法秒，也守稱線圈映法。這濫種方卷法在倘振弦誤中無壺電流寬通過盒。用面兩組飛電磁鍛線圈慣，激殲振線概圈用圈來連秤續(xù)激集勵振錢弦，巨感應委線圈章用來協(xié)接收殘信號傅。通任過外內(nèi)接電肥路形桿成正輪反饋單，使巨振弦穩(wěn)維持直連續(xù)撿振動炭。1—鐵片貼；2—感應冬線圈劃；3—放大賣器；4—激振姥線圈9.春1.務2諧振夕式傳績感器燦的基東本原扣理9.伸1.修2諧振辯式傳潔感器汪的基重本原且理③電摩荷法束。對御振子素材料理為石蜜英晶俯體的蘿諧振掛式傳畜感器腦，用判金屬待蒸發(fā)軋沉積眨法在撓石英是振梁惕上下唇表面弦對稱朵地設厭置四接個電涉極。勞左邊縱兩個粗為一抬組，詠右邊法兩個濤為一凳組。栽當一肌組電押極加作上某每方向陰的電夏場時頃，因壩逆壓衰電效趴應產(chǎn)異生厚度坊切變，矩忘形梁評段變漏成平稱行四病邊形瘦；電六場反洪向，董平行涂四邊充形的認傾斜檢也反它向。+-+-9.毀1.源2諧振協(xié)式傳貿(mào)感器鐵的基瓶本原邀理兩組都電極肌所加照電場茅的極支性相薯反時謠，梁晨就呈浸一階淚彎曲民狀態(tài)伍；變袋換這啊兩組旅電極土上電幅場的揮極性玻，梁擱向相典反方望向彎卵曲。戒這樣縱就可粱組成茅自激像振蕩娛電路晌，使束梁在遮一階花彎曲倡狀態(tài)日下起畏振，閃通過等正反暮饋維梳持等鄰幅振憤蕩。+-+-++--④電毯熱法測。用曲半導炊體擴賊散工晴藝，醉在硅等微橋帖上表拖面中跟部制般作激振婦電阻，在粘一端捆制作壓敏豎拾振術電阻。激粘振電丈阻中淹通以沙交變蠶的激套勵電屈流，凱產(chǎn)生妻橫向仿振動框。拾收振電駝阻受妙到交滿變的評應力仍作用畏，阻英值周貸期性迫變化需，通榨過正悉反饋隸電路垂使硅嫩微橋達按諧雨振頻牌率振柏動。1—硅微考橋；2—激振抵電阻則；3—拾振組電阻倆；4—支柱鉤；5—膜片9.阿1.貫2諧振贈式傳雅感器題的基逃本原舍理9.拒1.盤2諧振盒式傳包感器驅(qū)的基躍本原腹理(2)間歇囑激勵為法不是再按振參動周互期，夫而是按一霜定的滑時間芽間隔(多個酬振動帝周期)給振搜子補攻充能飾量。振棵子在鋼激勵擴脈沖歷作用葵下起柱振后乞做振兩幅逐哀漸衰防減的嬸振動堅，衰停減到階一定晃程度孤后再肚次激抹勵，春使振熱幅再悲次達歸到最婆大值洗，重廚新開疏始下懷一輪救衰減鉆振動惰。1—鐵片盲；2—感應嗽線圈蘭；3—永久霧磁鐵腦；4—電磁屠鐵9.挎1諧振陜式傳權(quán)感器困的類迅型與鐘原理9.感1.貝1諧振貼式傳擾感器狹的類考型9.譽1.尊2諧振寄式傳道感器戲的基坡本原攪理√√第9章諧振攤式傳勸感器9.模1諧振讀式傳傍感器銜的類稼型與麻原理9.像2諧振晨式傳鍵感器臭的特饞性與聾設計唯要點9.敲3諧振限式傳造感器脖的轉(zhuǎn)硬換電宇路9.睡4諧振會式傳妨感器輝應用稅舉例√9.啦2諧振賣式傳緞感器路的特灑性與院設計傻要點諧振革式傳孩感器富通過樓測量湯諧振莖頻率蠶來確清定被旱測量恐的大佳小，咬而諧振巴頻率快與被柱測量哥之間忠通常腿是非即線性見關系。因講此，錦分析密其特欺性時時不僅刑要分甩析其營輸出艦輸入吊關系痰、靈嚇敏度摟等，問還要沒分析嘉其非新線性浴誤差價。諧振墳式傳宴感器單的設絹計則敵主要宋是振畝子的枕設計，因拍為它申是實臟現(xiàn)將攀被測青量的罩變化違轉(zhuǎn)換兄為輸恒出頻腫率變素化的盲關鍵撥元件垃。9.堆2諧振丈式傳鼓感器殃的特浪性與爹設計憶要點9.篇2.鉤1諧振則式傳富感器席的特濃性9.蹲2.伸2諧振草式傳乳感器梨的設維計要滾點9.稼2.要1諧振抹式傳道感器召的特者性1.振弦鏟式諧粱振傳違感器棄特性對圖示振弦傻式傳被感器殘，其搶諧振種頻率誤如式(9.13)所示暮。為租了方弱便，懸寫成弦的棚張力掙增加DT后將式(9.15)兩邊籠平方偉，并賠令Df＝f－f0，得9.庫2.健1諧振蜂式傳蒜感器析的特蹦性通常婚，通貪過選型擇合觸適的串工作忽點可去使Df/f0<<1，從距而可吩忽略標上式范中的忠平方常項，閥得到呈近似刮的線票性輸蔑出輸探入關卵系為9.渡2.鞭1諧振氧式傳罩感器值的特臂性忽略思非線下性項慚后，羊非線萄性誤澡差d和靈慚敏度Sn分別滿為9.在2.娛1諧振齡式傳擱感器我的特歉性為了鼠得到胃良好莫的線燦性關來系，登常常茂采用捎差動棍結(jié)構(gòu)濤。通彩過差動頻電冊路測鉛得兩醫(yī)弦的婆頻率斥差，危則不采僅能柴提高迅靈敏農(nóng)度，顯還可霞減小貢非線弄性。9.傅2.滋1諧振希式傳挎感器見的特弊性2.其他捎諧振陵傳感稀器特管性簡哲介(1)振梁汽式諧途振傳址感器振梁愿受到菌壓力p作用埋時，炮其諧破振頻片率f和壓優(yōu)力p的關茫系為式中矩，a、b為常判數(shù)。9.米2.切1諧振忠式傳倆感器獅的特子性(2)振膜顯式諧膚振傳東感器膜片倒受到灶壓力p作用己時，證諧振巨頻率f與膜錄片中脅心靜撓度Wp的關遭系及Wp與p的關割系分件別為式中薦，c1、c為常搞數(shù)。9.粘2.慮1諧振擾式傳捆感器大的特欺性(3)振筒焰式諧湊振傳善感器振筒震受到鏡壓力p作用頂時，劃諧振到頻率f與壓夾力p的關千系近板似為式中臂，B≈[3(1－m2)/登(4E)]酷(r/h)3。9.曬2.鍋1諧振報式傳陜感器旅的特框性(4)壓電沖式諧趣振傳夾感器石英平振子屑壓力聯(lián)傳感束器采偏用厚度瞇切變振動來模式AT切型石英徐晶體兼制成透，用窩一整覺塊石定英加榴工出咬振子步和圓駐筒，怖端蓋續(xù)是密旅封的尾，空降腔被淺抽成驗真空經(jīng)。9.伴2.怨1諧振捏式傳帶感器思的特嬌性設石千英振挨子的皺密度奶為r，中戒心厚這度為h，則姓石英旗振子艷的諧睛振頻謙率為式中虎，E66為石衫英振依子的切變籌模量，它糟對頻槽率的謙影響套起主辣導作退用。植腔壁涌受靜志態(tài)壓設力p作用呈時，臭引起制振子繪應力瓦發(fā)生合變化孝，導待致振捕子諧碌振頻套率變森化，欲而諧振莫頻率f的變攤化與疫所加拖壓力p呈線樸性關福系，這度種靜田應力—頻移反效應準主要拼是E66隨壓違力p變化樓而產(chǎn)愧生的嗽。9.盲2.漂1諧振弦式傳僵感器肺的特恰性(5)硅微未機械挎諧振頸傳感毀器其諧手振頻暈率f與軸圈向應多力s的關叫系為式中，ser為臨界親歐拉么應力；f0為軸漆向應鞠力s＝0時的訪諧振投頻率禍。9.男2.港1諧振辟式傳嗎感器壇的特炸性9.舍2諧振些式傳恢感器烘的特動性與野設計漸要點9.下2.杜1諧振朗式傳防感器小的特漏性9.仇2.醬2諧振擋式傳的感器傷的設伙計要邁點√9.胸2.盆2諧振雷式傳模感器禾的設腦計要津點1.振子振子狂設計翻主要型從以吼下幾矛方面瘡考慮紛。(1)減小帆非線陷性。①選吼擇合泄適的蘆工作燦點和慚最佳思工作毅頻段福，也游可在魂轉(zhuǎn)換淋電路棕中進刃行非子線性別校正桂；②腫采用左差動引結(jié)構(gòu)戰(zhàn)來減數(shù)小非世線性唯、提腸高靈爪敏度而，同切時還刮可減肥小溫仇度等惰外界帳因素億的影腎響；傳③采黎用厚估度切編變振摟動模涌式AT切型余石英層晶體特制作伍石英擾振子淡，能船得到幣線性柄的輸亭出輸劫入特蕉性。9.簡2.藝2諧振攔式傳他感器悅的設乎計要雙點(2)提高煙靈敏縣度。通過王適當塑選擇但振子沈的參圾數(shù)來炭提高紋靈敏稻度。校①物丸理特圓性參你數(shù)，吊包括浙材料太的密差度r、泊燙松比m、彈播性模恒量E等；偶②結(jié)室構(gòu)參員數(shù)，險包括勉厚度h、半預徑r、長蝴度l等；酷③初祖始諧屑振頻寄率f0、預歲加載舞荷T0等；④壓仔電式炕諧振吹傳感星器采擠取圍愁壓加液載方膽式時架，其腐靈敏差度最然高。9.創(chuàng)2.以2諧振遍式傳熄感器廳的設廈計要急點(3)提高洞穩(wěn)定鈴性。在諧康振式襪傳感挽器中恐，諧課振子匯的品質(zhì)斤因數(shù)Q是一劃個極累其重物要的漁指標胞。Q的定奏義為9.晴2.率2諧振珍式傳毒感器亭的設慰計要陷點對阻觀尼系錘數(shù)x<<絲式1的弱錫阻尼傲系統(tǒng)答，利度用諧銀振子響的幅妖頻特鈴性可臥得9.芽2.嘗2諧振真式傳鞏感器蓬的設清計要追點式中慣，w1、w2對應追的幅擦值增訊益為，稱周為半功復率點。因孤此，技可根化據(jù)幅杯頻特歉性曲喝線求敏振子遠的品男質(zhì)因民數(shù)及姥阻尼袍比。9.蓬2.桐2諧振瘡式傳副感器練的設浸計要壇點顯然梅，Q值反酷映了以諧振躁子阻鬧尼比當?shù)拇笃市〖胺艺駝永仓邢群哪苜澚靠彀萋膭莩潭裙?，同屢時也崖反映途了幅辨頻特涂性曲解線諧上振峰僵陡峭印的程痕度，規(guī)即振駝子選頻臘能力的強緊弱。拐它越啟大，省自激嫁振蕩擇回路惡越易客于起世振，添諧振賣頻率忍的穩(wěn)制定性圣越高膚，傳已感器面的工雕作越思穩(wěn)定訊，抗合外界著干擾珍的能頌力越躺強，劑重復輝性也政就越窩好。9.熔2.樓2諧振淹式傳娘感器虧的設洞計要悅點要提擠高Q，必勤須提畢高振企子的濁固有異頻率f0，也斜就必嬸須采倘用彈紅性模搜量高諸、剛川度大橋、質(zhì)量小乒且參飾數(shù)穩(wěn)六定的愿振子魚材料償。振弦院材料刻可選截鎢絲友、鍍零銀的菌石英桌絲、鍛琴鋼柴絲等栽；振刮筒材蠶料可忘選具受有恒縮慧彈性責模量烤的鐵逆鎳恒排彈合榨金等申；振倡膜和針振梁講材料潑可選鋒石英辨晶體列等。9.謙2.梅2諧振啊式傳刊感器率的設敵計要伸點(4)減小羽溫度妙誤差?？刹尚秩〉恼檀胧┚校夯雹俨赡嘤昧愎臏囟却_系數(shù)巾的材真料，冊或溫戰(zhàn)度系禾數(shù)恒飲定的作材料衣，且徑其彈漆性模庸量受骨溫度饅影響攔?。簧恝诓蓚秒娧柯费a杜償；泰③采勾取恒決溫措喘施；侮④傳棵感器匆設計奔成封籮閉系個統(tǒng)，高使傳喝感器禿機械蟲結(jié)構(gòu)皆自身紋達到導熱補得償；想⑤對宰因溫居度變筐化而捐影響厘振子可諧振津頻率銀的部釣分，融通過甲選取街適當僚的尺趁寸和留溫度謠系數(shù)喉，保缺持脹約縮平只衡。2.磁鐵對需之要采災用磁兵鐵激昆勵振蚊蕩或先進行頸信號笨測量位的諧嘆振式子傳感議器，倍磁場貪可由永久汪磁鐵產(chǎn)生頂，也楊可用直流武電磁碑鐵。9.松2.置2諧振塑式傳染感器著的設荷計要來點在電流贊法激毀勵振暮弦的方辜式中霉，為幣提高蹲氣隙占中心逝磁通救密度梢，并寧照顧遲加工粉方便羞，通泳常用抹電工完純鐵抱制成父尖形該的磁野極，然后講與永蘋久磁吳鐵連食在一鐘起。乓圖中P為永領久磁趴鐵，醋材料仇為Al仁Ni批Co命-Ⅴ硬磁酬合金倍，F(xiàn)1、F2為磁沖極。P和F1、F2的接四觸面怪及F1、F2的端紡部都碑應研磨貨光潔悔，以幫減小汪磁阻秒并使蘋磁力漫線分唐布均免勻。9.坑2.越2諧振辰式傳糾感器沸的設迅計要炊點9.廳2.壁2諧振著式傳革感器府的設雙計要旅點在電磁槐法激傍勵振禮弦的方賀式中坊，磁申鐵一箏般用Al辰Ni名Co幫-Ⅴ硬磁魚合金融，激勵擋線圈津和感蕩應線想圈應待垂直耳放置，以餐防它醉們之井間直昂接耦致合?？鏋榉脚_便線毯圈的姐安裝膊，磁猾鐵常爸制成U形，膛而把稅電磁賠線圈粥安裝謙在U形磁貞鐵的議一臂悟。3.振弦綿夾緊第裝置振弦竹式傳吼感器柳工作搭時，條振弦譽處于蛇張緊仔狀態(tài)滋。因健此，抽振弦怠的兩借端必蓄須與業(yè)支架鵲及運廊動部窮分固由接。耽固接片方法對有兩坐種①將乓振弦少兩端誼與支侵架及封運動市部分鎖焊接翁；②用英夾緊悅裝置堡將振圾弦夾綱緊。一般鞭采用偵第二嘉種方不法，春為此龜需設撲計專懷門的弟夾緊怎裝置災。9.核2.綱2諧振難式傳鎮(zhèn)感器賄的設嫌計要冊點9.侄2.冬2諧振膜式傳遲感器懶的設槐計要鑼點一個迅良好故的振哀弦夾當緊裝慰置應弊滿足丟：①抗未滑能記力強襯，弦狡在長塑期受塵拉或儀反復扛激發(fā)蠻振動贊的情尿況下中，夾為頭不深松動姓；②晝加工插簡單憐，安休裝方廣便，察發(fā)生象故障絮后易廢于拆乳卸，收并能課重復貍使用刪；③弦易于波調(diào)整脹弦的暖初始搭頻率枝，安巷裝和聯(lián)調(diào)頻察時能倒保證工振弦嗓不發(fā)喘生轉(zhuǎn)幸動。目前錄，振暴弦式愿傳感康器中袖常用衫的夾精緊裝機置有銷釘貧式、錐形爹栓式和剪式等幾蝦種。嬌它們種各有軍優(yōu)缺閉點，?？筛魮?jù)加勉工條悼件、琴精度暖要求鄉(xiāng)豐、調(diào)銀頻及暫裝拆純情況根等方伍面來破選擇怪，也石可設薦計成滿其他勻形式敲的結(jié)蘿構(gòu)。9.焰2諧振巧式傳削感器團的特著性與名設計趴要點9.稿2.宇1諧振著式傳遭感器戶的特述性9.胡2.疲2諧振盟式傳吊感器稻的設壺計要昨點√√第9章諧振科式傳取感器9.味1諧振息式傳牧感器憶的類踩型與潔原理9.輕2諧振鋼式傳握感器科的特什性與吊設計扔要點9.啞3諧振液式傳饑感器冒的轉(zhuǎn)榆換電軋路9.粒4諧振休式傳監(jiān)感器抹應用咐舉例√√9.沾3諧振頂式傳光感器語的轉(zhuǎn)騙換電宿路按激示勵信亭號產(chǎn)猛生的換方式求可將遼轉(zhuǎn)換曬電路富分為開環(huán)綠式和閉環(huán)后式兩種致。前起者是鹿由單禽獨的壩信號軋發(fā)生論器產(chǎn)緊生激斥勵信詞號，眠后者頌是由禮拾振也環(huán)節(jié)芬的信層號通堂過正乳反饋謙作為推激勵展信號耍。為提鉛高輸洲出輸嬌入關踢系的排線性自度，融對非擴線性堵嚴重燙的諧恨振式尖傳感兇器，免還可鏟將諧吩振頻安率平拌方后善再進刷行輸拔出。9.勉3諧振逗式傳冤感器帝的轉(zhuǎn)媽換電凈路9.刺3.振1開環(huán)搭式轉(zhuǎn)株換電單路9.倆3.壞2閉環(huán)棕式轉(zhuǎn)叢換電菠路9.璃3.孟3以頻祥率的踩平方榮為輸珠出的紙轉(zhuǎn)換境電路9.上3.鄉(xiāng)豐1開環(huán)蘭式轉(zhuǎn)顏換電兆路這是拜采用間歇村激勵午方式的振唉弦式屆諧振乖傳感籮器的豆轉(zhuǎn)換橫電路贈。如圖間所示，是涂一種觸比圖9.9所示更為詞簡單田的轉(zhuǎn)貓換電愁路形另式。潛線圈捎兼有鏡激振垂和拾火振兩斤種作時用，凝有利鍛于減虎小傳溉感器司體積濱。9.訪3諧振夫式傳億感器忙的轉(zhuǎn)泳換電伐路9.醬3.擱1開環(huán)透式轉(zhuǎn)昨換電就路9.濃3.連2閉環(huán)撲式轉(zhuǎn)兇換電微路9.怖3.話3以頻咬率的丘平方廣為輸行出的缺轉(zhuǎn)換狗電路√9.住3.釋2閉環(huán)闊式轉(zhuǎn)陰換電元路這是窮采用連續(xù)床激勵斤方式的諧焦振傳拍感器務的轉(zhuǎn)予換電洋路。膏連續(xù)艇激勵座方式殲不同條，轉(zhuǎn)而換電脾路也儲不同匆。1.電流慨法轉(zhuǎn)狐換電府路轉(zhuǎn)換總電路如圖處所示，適筋用于菠振弦如式傳碑感器燦。9.老3.好2閉環(huán)鏡式轉(zhuǎn)胳換電禮路9.1.2中曾指磚出，沒在振荷弦起徒振后陰的振子蕩過漢程中著，外加債電流額只是努克服達阻尼貝作用掃，不貪使能策量損盡失。動可能和跳彈性修能在輩彈性案力作棋用下始周期渡性地弄相互藝轉(zhuǎn)化通。9.萬3.龜2閉環(huán)先式轉(zhuǎn)筐換電歡路從另姻一角玩度，誼可認逝為外較接電長路提克供的電流麥由iC、iL兩部利分組條成，iL受到弓的磁谷場力FL始終貨和彈災性力統(tǒng)大小沈相等輕方向罵相反違，抵境消了夠彈性積力的紡作用要，iC受到歌的磁秘場力FC則始暑終和竭彈性嗚力大駐小相督等方辛向相胃同，即認增為振弦畫動能漢和彈竿性能螺的相城互轉(zhuǎn)及化是鳴由磁棉場力FC促成府的。9.害3.本2閉環(huán)淡式轉(zhuǎn)擁換電躺路此時置于動磁場腿中的桿振弦肚相當做于一真?zhèn)€LC并聯(lián)揚回路，當痰外接評電路早滿足旺正反燒饋條他件時胡，即斤可產(chǎn)笨生振拔蕩?？局劣趹{其他幟阻尼(如空惑氣阻階尼)，就賄像LC并聯(lián)糊回路歉存在澤阻尼(如線狗圈電孝阻)一樣吧，由考外接扒電路株補充吉一定服的能漲量即兔可克俊服。9.裂3.似2閉環(huán)寇式轉(zhuǎn)士換電移路因此年，位臭于磁感場中芽的通頁電振累弦，律可等效模為并姓聯(lián)的LC回路，其真諧振鉗頻率沒為9.趙3.弦2閉環(huán)壘式轉(zhuǎn)邀換電食路若將泳橫向鈔剛度k＝p2T/l代入尤上式禿，即贏可得洲到式(9.13)。即9.漸3.斃2閉環(huán)輝式轉(zhuǎn)航換電很路圖示電路燈中，卸振弦蜜等效態(tài)諧振占回路穩(wěn)作為出整個鉤振蕩煎電路識的正反鬧饋網(wǎng)以絡。R1、R2和場漿效應和管V組成負反善饋網(wǎng)臣絡，R4、R5、二呀極管VD和電暖容C支路羅控制架場效澇應管幸的柵頂極電繞壓。9.師3.霜2閉環(huán)伯式轉(zhuǎn)吼換電底路電路帳停振泉時，護輸出載信號怪等于喬零，送場效趣應管嘆零偏壞，其描漏源框極對R2的并忙聯(lián)作票用使溉負反漂饋電摘壓近毯似等腹于零灣，從刊而大浪大削呈弱了尾負反名饋回鍛路的員作用匹，使言回路督增益埋大大丑提高英，有優(yōu)利于傍起振忽。起角振后巴，V截止麗，負周反饋袋網(wǎng)絡砍起穩(wěn)鋤定輸稈出信素號幅糾度的顛作用來。9.趕3.及2閉環(huán)江式轉(zhuǎn)蠶換電黑路2.電磁默法轉(zhuǎn)導換電逗路如圖調(diào)所示鍛，由帶負有磁甩鋼的擔電磁秒線圈L產(chǎn)生偏激勵擴力，油可用址于振疊弦式躁、振肥膜式勺、振狠筒式姜和振汪梁式平傳感乖器。A為振兼子，RE為貼灑在振納子上財?shù)膽雷兤怼?.即3.反2閉環(huán)毛式轉(zhuǎn)倚換電否路應變雷片檢次測振殖子的隙振動宣信號支。IC1的輸識出信吵號經(jīng)C2、R5及C3、R6兩級藍相移科，以鑒滿足笑電路騾自激蘋振蕩恢的要構(gòu)求。券高增楚益放淹大器IC2使輸搞出信蚊號大玻到一艱定值杠后飽餅和，孫以達每到限卡幅目嚷的。餓三極廁管V是功群放。9.桌3.療2閉環(huán)糞式轉(zhuǎn)細換電司路3.電荷粒法轉(zhuǎn)突換電淡路壓電種式諧項振傳帖感器潛常用阻差頻廈檢測蜻電路闊。如靜圖所佩示，謠傳感辟器工秒作在5此MH行z的初奴始頻喜率上嫂，經(jīng)冒倍頻予器乘倆以40，由撓差頻炒檢測躲電路睜得到斷它與5討MH懷z基準漁振蕩棉器(也乘密以40)的頻肅率差并，再燃送入囑計數(shù)瞎器。9.鼓3.稻2閉環(huán)到式轉(zhuǎn)省換電靜路4.電熱貧法轉(zhuǎn)閘換電編路為提堵高拾葬振靈頃敏度斬并補塌償溫傻度的蒼影響弄，在隱微橋寸一端華制作闖四個稈壓敏屬電阻潛，排及列方靠式如圖(a)所示，置曬于微覽橋一糧端是職因為哲端部腐應變醒最大障。(a)電阻趴布置9.伙3.率2閉環(huán)原式轉(zhuǎn)范換電概路由于卷微橋探的長瘋度遠貸大于驕其寬辭度，造應變火主要碎沿長放度方籌向。因此侮，只畝有R1和R3受壓加阻效欺應的或影響瞞。按圖(b)所示雄連接牽成拾惰振橋蒼路，懸靈敏普度可暫比單彼個壓翠敏電鉆阻大1倍。R2和R4起溫矮度補柿償?shù)淖鲀捎谩?b)拾振眾橋路(a)電阻狗布置9.音3.誤2閉環(huán)賠式轉(zhuǎn)械換電獄路圖(c)為自狡激測垃量系萌統(tǒng)。史設激捐振電犧阻阻振值為R，所便加激李勵電有壓為Uco跪swt，則宴熱激索勵功刺率為(c)閉環(huán)隨自激喜測量甘系統(tǒng)9.認3.立2閉環(huán)觀式轉(zhuǎn)褲換電東路Ps為恒薄定分高量，不是青激發(fā)捷及維崗持振房誠蕩的垃因素；Pd為交躺變分巨量，起著降激發(fā)據(jù)并維左持振區(qū)蕩的枝作用。(c)閉環(huán)欺自激鑒測量連系統(tǒng)其中9.學3.黑2閉環(huán)茶式轉(zhuǎn)法換電支路當滿吧足正菠反饋巧條件猜，且w等于魂諧振蕉頻率走的1/2時，寇即可遇按諧踢振頻尋率振深蕩。估放大握器要拼有足物夠的犧放大撓倍數(shù)富，以茶滿足紅自激故振蕩爭的幅衛(wèi)值條為件，污而移縱相器將的作籍用是魔對閉傅環(huán)內(nèi)蘆各環(huán)僑節(jié)的漲總相祥移進期行調(diào)侵整(主要暮是激衛(wèi)振器匹→拾證振器倘的90左右桐相移)，以甩滿足胞相位紡條件講。(c)閉環(huán)騙自激亭測量伏系統(tǒng)9.趙3諧振那式傳擔感器石的轉(zhuǎn)跑換電焦路9.孕3.黨1開環(huán)榆式轉(zhuǎn)衰換電慰路9.擱3.怕2閉環(huán)懸式轉(zhuǎn)投換電耗路9.小3.立3以頻戚率的滾平方捧為輸咸出的劣轉(zhuǎn)換芽電路√√9.支3.營3以頻朋率的箭平方黑為輸趨出的竭轉(zhuǎn)換嚇電路諧振驕式傳彩感器必輸出塞信號泡的頻虎率一碰般與灑被測吸量的逝開方怒成正貿(mào)比。套即使堪取特言性曲榆線較值直的遼一段建作為栽工作拼范圍量，其典非線租性誤貨差也風會高航達5～6蒜%左右茅。為嘩提高鎮(zhèn)測量護精度確，采賺用以f2為輸求出的權(quán)轉(zhuǎn)換雙電路細，則鼠線性濟度可紗達0.艷5～2.太5大%。9.門3.澆3以頻佛率的州平方瞧為輸答出的吸轉(zhuǎn)換煮電路如圖義所示農(nóng)，諧境振式廢傳感慈器輸茂出信透號u1的頻江率為f、周違期T＝1/f。u1經(jīng)放納大整露形后鑼得到馬頻率益為f的方猜波u2。9.嘩3.春3以頻龍率的復平方尚為輸宗出的隙轉(zhuǎn)換你電路u2觸發(fā)壺如圖所示狀的CM恩OS單穩(wěn)底態(tài)觸月發(fā)器憂，得上到頻版率仍雖為f，周房誠期仍青為T，但齡脈沖虧寬度煉為t的方概波u3。t與f無關投，是盯常量糧。9.歡3.秤3以頻扶率的放平方租為輸襪出的俗轉(zhuǎn)換基電路u3同時利控制鴨著兩帳個頻嘩率—電壓科轉(zhuǎn)換透電路典，使催它們哀在每震個周盞期T里輸瞞出寬渠度為t、幅兄值分靈別為Ur1、Ur2的方皆波uo1和uo2。9.遺3.彼3以頻斥率的遷平方反為輸妙出的弱轉(zhuǎn)換拍電路頻率—電壓貪轉(zhuǎn)換蕩電路織如圖所示這，u3高電差平期冊間三楚極管項截止旱，場找效應仁管柵殖極低妹電位膀而導充通，蘭輸出飾等于液輸入批，u3低電渾平期描間三閥極管飯導通紹，場調(diào)效應返管柵漆極高頌電位竄而截水止，遮輸出星等于瓶零。9.東3.蜻3以頻顏率的抗平方央為輸問出的隊轉(zhuǎn)換郵電路低通笑濾波狹后Uo＝(Ur2t)/T，Ur2＝(Ur1t)/T。所落以9.停3諧振集式傳杠感器稅的轉(zhuǎn)辟換電程路9.爆3.仿1開環(huán)和式轉(zhuǎn)霜換電秋路9.地3.僑2閉環(huán)棵式轉(zhuǎn)撈換電等路9.企3.乎3以頻旺率的乓平方慨為輸拋出的灣轉(zhuǎn)換績電路√√√第9章諧振餡式傳疊感器9.搶1諧振停式傳攔感器禮的類異型與未原理9.性2諧振調(diào)式傳粉感器躺的特尊性與蛛設計羞要點9.度3諧振結(jié)式傳滾感器藥的轉(zhuǎn)營換電脆路9.抖4諧振講式傳董感器處應用迫舉例√√√9.鍛4諧振燒式傳悼感器妥應用你舉例9.久4.蓮1振弦欲式傳銀感器寶應用她舉例9.吹4.粉2振梁蚊式傳解感器標應用現(xiàn)舉例9.纏4.勸3振膜貍式壓艘力傳景感器鹿應用忽舉例9.筆4.笑4振筒精式傳圍感器籌應用宴舉例9.厚4.綿5壓電網(wǎng)式諧鍬振傳濾感器爸應用堆舉例9.度4.消6微型目硅諧驚振式過傳感繡器應授用舉題例9.4鳴.1振弦房誠式傳切感器涼應用述舉例振弦淋式傳升感器刻具有田結(jié)構(gòu)和簡單濾牢固斃、測因量范蹈圍大礎、靈長敏度夕高、饞測量券電路羨簡單幸等優(yōu)逝點，隸廣泛摔用于途大壓鐘力的蒙測量沫，也賢可用挪來測范位移穗、扭臉矩、舒力和孩加速多度等絞。它層的缺垃點是色對傳音感器距的材揚料和倉加工厭工藝今要求軍很高爹，精父度較稿低。9.賤4.照1振弦潤式傳握感器搬應用拖舉例1.振弦債式壓旅力傳租感器圖示是測惜地層輩壓力抵用的意振弦逃式壓脖力傳防感器散。測衡量時步底座艷上的快膜片短與所橫要測郵量的技地層襪面接舟觸。1—夾緊圾裝置該；2—膜片由；3—振弦之；4—線圈載；5—鐵心夢；6—電纜丘；7—絕緣它材料喝；8—塞子儀；9—蓋子吉；10聰—支架晉；11蠅—底座9.膠4.么1振弦濃式傳催感器截應用穴舉例2.振弦汽式加果速度妨傳感倡器通過尾調(diào)整任端蓋像上的農(nóng)螺釘董，使梢得無交加速賓度作貿(mào)用時遇，質(zhì)木量塊疼左右嫁兩側(cè)蠻振弦穩(wěn)的諧請振頻胡率相盞同。離有水平間方向加速嬸度作身用時僻，測述出兩懂邊振冠弦的鑰頻差剃即可辟知道雨加速戰(zhàn)度。1—固定棉弦；2—質(zhì)量漏塊；3—激振訊磁鐵處；4—端蓋響；5—螺釘片；6—振弦施；7—殼體估；8—引線僻孔9.杠4.引1振弦津式傳熄感器指應用恒舉例振弦衛(wèi)式加搏速度煌傳感浸器具鞭有靈耳敏度鵲高、向測量把范圍故大、售耐沖備擊等厭特點殺，既蹲可用披于火召箭、和導彈閃的慣駱性導循航系腎統(tǒng)中堅，又磚可用有于航昌空與穿地面綿重力知測量故、地橋震測趣量、殘爆破超振動音與地兄基振祖動測錯量，旱它比氧通常翠的擺盒式加浴速度販計更搏優(yōu)越密。9.鋤4.墾1振弦繭式傳豆感器物應用形舉例3.振弦餡式傾療斜傳撫感器它是皇利用先振弦典技術忌對傾黨斜角布度進珍行檢綠測，氧內(nèi)部奸有一芬個垂醒直重委物，比用振濫弦和略彈性店樞紐讀支撐使著。弱當被快測物帶傾斜頭角度脅發(fā)生省變化狠，導疑致重化物的酷重心狀轉(zhuǎn)動芽，從崇而使毯振弦蟻的張闊力發(fā)盜生變憑化。9.熊4.齒1振弦督式傳惹感器惱應用吧舉例通過濾測定懶弦的糞振動顫頻率榴可知扔被測屆物的虹傾斜膜角度刪。美炮國基腎康公味司是輛該類駱傾斜方傳感侄器的面著名本生產(chǎn)陳廠家適。圖示為旬其應頂用。9.郵4諧振殊式傳賊感器乘應用世舉例9.只4.膚1振弦閥式傳智感器鋒應用挺舉例9.易4.奶2振梁做式傳洋感器替應用材舉例9.鑄4.扛3振膜夏式壓懼力傳慘感器勺應用步舉例9.琴4.副4振筒柳式傳掃感器爛應用臣舉例9.趣4.止5壓電熄式諧笑振傳牧感器泊應用帝舉例9.擦4.惰6微型輕硅諧啟振式班傳感迷器應模用舉羽例√9.猛4.桶2振梁箱式傳捆感器富應用佛舉例用彈團性圓盲環(huán)作料為敏腐感元產(chǎn)件，辟可測鴿靜態(tài)瞧力和親準靜群態(tài)力茫。有兩個林振動語系統(tǒng)，一盡個用若來測舞量，蘿另一秋個進戀行溫恢度補末償。附因只陵有單直根振漁梁，曉非線全性誤傲差較舊大。1—圓環(huán)癢；2、9—激振暈器；3—振梁燙；4、7—拾振聯(lián)器；5、6—放大析振蕩非電路俗；8—振桿9.鵝4諧振扔式傳催感器釀應用咽舉例9.惱4.尸1振弦淺式傳概感器姥應用晚舉例9.陡4.其2振梁削式傳鍵感器缸應用配舉例9.建4.懲3振膜嶺式壓動力傳躺感器穿應用句舉例9.腦4.辯4振筒倚式傳掠感器念應用鳴舉例9.醫(yī)4.乘5壓電廢式諧搬振傳思感器替應用尼舉例9.脊4.絕6微型貍硅諧木振式及傳感也器應轟用舉填例√√9.濁4.夠3振膜概式壓冬力傳竭感器爪應用質(zhì)舉例振膜膚式壓另力傳貧感器拐的分叔辨力板可以刮達到0.陷3～0.友5脾kP騙a/Hz，精度羞可達0.召01叛%，重襲復性州可達猶十萬恐分之運幾，超長期砍穩(wěn)定誼性可尾達每倉年0.續(xù)01～0.抬02悲%，這儀是一持般模宣擬輸窮出的俗壓力完傳感浮器所滑不能縣比擬倦的。若因此樂，常占用于按航空抱航天想技術俱中，罪用來鉛測量李大氣啟參數(shù)(靜壓膨及動滅壓)，并芹通過壓計算揉機求攏飛行帽速度蓬、飛黎行高要度等憤飛行換參數(shù)抬；它卻還常弦用來禁做為功標準儲計量遭儀器福，標博定其筍他壓宋力傳暑感器推或壓衰力儀學表。晴此外雜，它旋也可扎測液拒體密悠度、涌液位群等參雅數(shù)。9.籍4.穩(wěn)3振膜陶式壓組力傳林感器絲式應用塌舉例壓力攜膜片5的支集架上非固定宵著振例動膜衣片2，被芽測壓搶力p進人否空腔杏之后浩，壓襲力膜狼片發(fā)純生變弊形，冷支架攔角度鵲改變納，使飯振動師膜片訂張緊武，剛磁度變五化，怨固有逗頻率惜也發(fā)公生改暈變。1—拾振滴線圈稼；2—振動因膜片睬；3—激振畢線圈簽；4—放大筆振蕩廈電路捧；5—壓力促膜片稀；6—空腔9.陽4諧振臂式傳姑感器五應用圍舉例9.艘4.躍1振弦條式傳容感器虧應用僑舉例9.光4.旦2振梁養(yǎng)式傳飛感器蓬應用沈舉例9.暈4.辜3振膜臥式壓掛力傳潛感器母應用很舉例9.籍4.酬4振筒舍式傳夾感器出應用怒舉例9.割4.第5壓電貿(mào)式諧倦振傳虎感器屋應用川舉例9.躁4.消6微型桌硅諧容振式終傳感夠器應貿(mào)用舉衣例√√√9.變4.櫻4振筒粗式傳貢感器姑應用役舉例振筒綿式傳怠感器帆主要幼用于界測氣摧體壓探力和貼密度淘等物膚理量秤。如圖殃所示同為單管望式密敬度傳傭感器結(jié)構(gòu)添。振傲筒振爭動時票管中被測商介質(zhì)吊的質(zhì)必量必講然附街加在饅振筒勾的質(zhì)比量上，使濱系統(tǒng)煩諧振薯頻率點和介夸質(zhì)質(zhì)煙量有值關。蹦但管岔子對好兩端取固定摸塊有拾反作汪用力萌，將星引起敗基座氏運動靠，導判致測坑量誤組差。拾振器被測流體激振器放大器固定漏塊固定毛塊9.問4.腫4振筒描式傳帖感器彼應用池舉例雙管裳式結(jié)剃構(gòu)可液提高他振動凍頻率失的穩(wěn)陪定性慘。兩嶄管的鈴振動塞頻率祝相同黃但振襲動方趁向相常反，昏對固息定基付座的策作用年相互施抵消難，不題引起襯基座塑運動冠。振廟動管桑與外刊部管暴道采祥用軟秒性聯(lián)蘆結(jié)(如波夾紋管)，以簡防止書外部爆管道廳的應館力和孤熱膨呼脹對嬸管子孤振動莫頻率普的影厭響。1—波紋田管；2—拾振說線圈教；3—激振奶線圈9.辣4諧振泥式傳喪感器風應用胞舉例9.鏟4.碧1振弦番式傳倘感器橫應用其舉例9.幕4.蜜2振梁欄式傳論感器悄應用點舉例9.挨4.