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振筒式传感器

王朝百科·作者佚名  2009-12-29
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振筒式传感器

vibrating cylinder transducer

以振动的金属薄圆筒为敏感元件的谐振式传感器。振筒的固有振动频率决定于筒的形状、大小、材料的弹性模量、筒的应力和周围介质的性质。被测参量的变化使得筒的某一物理特性被改变,从而改变了筒的固有振动频率,通过测量筒的振动频率即可达到测量被测参量的目的。振筒式传感器已经发展到较高水平,主要用于测量气体压力和密度等。

振筒式密度传感器 在这种传感器中,筒内靠近筒壁的介质(如气体)和筒一起组成有效振动质量。当介质密度发生变化时,有效振动质量也发生变化,从而使筒振动的固有频率发生变化。在测量电路中对所测信号的非线性进行校正后,可使测量精度达0.01%。振筒是采用低温度系数的铁镍合金材料,经冷挤压和热处理等特殊工艺加工制成的薄壁管,它的两端用固定块固定。激振器、振筒、拾振器和放大振荡电路构成一个反馈振荡系统(图1)。工作时,给用磁铁线圈构成的激振器通以交变电流,磁性振筒在交变磁场的激励下起振,而拾振器则完成相反的电磁感应过程,将筒的振动信号反馈到振荡电路去。由于振筒具有高品质因数,整个振荡系统以振筒的固有频率振动。当被测介质流过振筒内时,振筒的有效振动质量增加,使振动频率发生变化,测量电路就可取出与介质密度成一定关系的频率信号。振动频率 f与被测介质密度ρ 的关系为:

振筒式压力传感器 在这种传感器中,筒内气体压力的变化引起筒应力变化,从而改变了筒的振动频率。振筒的一端固定于底座,另一端密闭为自由端(图2),筒壁约为0.08毫米。外壳与振筒之间为真空以作为压力参考。振筒等效为二阶强迫振动系统,有很高的品质因数。激振线圈和拾振线圈通过振筒耦合,与放大电路一起组成正反馈振荡电路。筒的固有振动频率f与筒内压力P 的关系为:

式中f0为筒内压力为零时筒的固有振动频率;B为压差灵敏度系数,它与筒的材料性质和物理尺寸有关。振筒式压力传感器的精度可达万分之几。

 
 
 
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