第三部分测量原理5谐振课件

北京航空航天大学宇航学院 王可东 1/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理谐振现象及特征谐振现象及特征谐振现象谐振现象令令则则如果如果其中其中得得3.6 谐振式测量原理谐振现象及特征令则如果其中得北京航空航天大学宇航学院 王可东 2/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理当 或3.6 谐振式测量原理当 北京航空航天大学宇航学院 王可东 3/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理机械品质因素机械品质因素3.6 谐振式测量原理机械品质因素北京航空航天大学宇航学院 王可东 4/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems机械品质因素的意义机械品质因素的意义反映阻尼消耗能量的速度反映阻尼消耗能量的速度反映幅频特性曲线的陡峭程度，即谐振敏感元件的选频能力反映幅频特性曲线的陡峭程度，即谐振敏感元件的选频能力提高机械品质因素的方法提高机械品质因素的方法选择高选择高Q值材料值材料减小加工过程中引起的谐振子内部残余应力减小加工过程中引起的谐振子内部残余应力将谐振子与基础软隔离将谐振子与基础软隔离减小被测介质对谐振子的影响减小被测介质对谐振子的影响对于弱阻尼系统对于弱阻尼系统 或或3.6 谐振式振式测量原理量原理对于弱阻尼系统3.6 谐振式测量原理北京航空航天大学宇航学院 王可东 5/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理电路谐振电路谐振谐振条件谐振条件：3.6 谐振式测量原理电路谐振谐振条件：北京航空航天大学宇航学院 王可东 6/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理闭环自激振荡闭环自激振荡基本结构基本结构RDEACO被测量R：谐振敏感元件：谐振敏感元件D：信号检测器：信号检测器A：信号放大器：信号放大器E：激励器：激励器C：干扰补偿装置：干扰补偿装置O：信号输出单元：信号输出单元3.6 谐振式测量原理闭环自激振荡RDEACO被测量R：谐北京航空航天大学宇航学院 王可东 7/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理自激振荡的条件自激振荡的条件R(s)D(s)E(s)A(s)3.6 谐振式测量原理自激振荡的条件R(s)D(s)E(s北京航空航天大学宇航学院 王可东 8/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.6 谐振式振式测量原理量原理敏感机理及特点敏感机理及特点敏感机理敏感机理幅值测量幅值测量相位测量相位测量频率（周期）测量频率（周期）测量特点特点输出信号是周期性信号：便于数字处理和远距离传输输出信号是周期性信号：便于数字处理和远距离传输正常工作状态为谐振状态：频率稳定性好正常工作状态为谐振状态：频率稳定性好相对于谐振子振动能量，系统功耗为小量：抗干扰强相对于谐振子振动能量，系统功耗为小量：抗干扰强3.6 谐振式测量原理敏感机理及特点北京航空航天大学宇航学院 王可东 9/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems频率检测方法频率检测方法频率法频率法通过计通过计1s时间内的脉冲数实时间内的脉冲数实 现对输出信号频率的测量现对输出信号频率的测量特点特点适合于对高频信号的测量适合于对高频信号的测量量化误差较大量化误差较大周期法周期法计传感器输出信号整周期内的计传感器输出信号整周期内的 脉冲数脉冲数特点特点量化误差小量化误差小3.6 谐振式振式测量原理量原理CP传感器传感器输出输出1sCP传感器传感器输出输出nT频率检测方法3.6 谐振式测量原理CP传感器输出1sCP传北京航空航天大学宇航学院 王可东 10/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems思考题思考题3-9 P189题题8.2。3-10 P189题题8.4。思考题3-9 P189题8.2。北京航空航天大学宇航学院 王可东 11/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理热敏传感器热敏传感器双金属温度计双金属温度计3.7 其它测量原理热敏传感器北京航空航天大学宇航学院 王可东 12/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理热电偶温度计热电偶温度计热电效应热电效应将两种不同材料的导体将两种不同材料的导体A和和B串接成一个闭合回路，当两个接点串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。热电效应。ABTT03.7 其它测量原理热电偶温度计ABTT0北京航空航天大学宇航学院 王可东 13/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理热敏电阻传感器热敏电阻传感器3.7 其它测量原理热敏电阻传感器北京航空航天大学宇航学院 王可东 14/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理气敏传感器气敏传感器烟雾报警器烟雾报警器酒精传感器酒精传感器二氧化碳传感器二氧化碳传感器3.7 其它测量原理气敏传感器烟雾报警器酒精传感器二氧化碳北京航空航天大学宇航学院 王可东 15/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理超声波检测传感器超声波检测传感器声波分类声波分类次声波：次声波：20kHz超声波特点超声波特点方向性强方向性强能量大，并具有穿透性能量大，并具有穿透性测量原理测量原理发生：铁磁测量在交变磁场中产生高频机械振动，发射超声波发生：铁磁测量在交变磁场中产生高频机械振动，发射超声波接收：超声波作用于磁致伸缩产生电势输出接收：超声波作用于磁致伸缩产生电势输出3.7 其它测量原理超声波检测传感器北京航空航天大学宇航学院 王可东 16/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理3.7 其它测量原理北京航空航天大学宇航学院 王可东 17/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理光电传感器光电传感器能敏感到由紫外到红外波动的光能量，并将光能量转换为电能输能敏感到由紫外到红外波动的光能量，并将光能量转换为电能输出的传感器，工作原理为光电效应出的传感器，工作原理为光电效应工作方式工作方式辐射式辐射式吸收式吸收式反射式反射式遮光式遮光式产品产品光敏电阻光敏电阻光电池光电池CCD光电式光电式CMOS3.7 其它测量原理光电传感器北京航空航天大学宇航学院 王可东 18/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理光纤传感器光纤传感器物性型光纤传感器物性型光纤传感器传输型光纤传感器传输型光纤传感器3.7 其它测量原理光纤传感器北京航空航天大学宇航学院 王可东 19/19传感器技术与测试系统传感器技术与测试系统Sensor Technology&Sensor Technology&Measurement SystemsMeasurement Systems3.7 其它其它测量原理量原理生物传感器生物传感器检测对象中的生命特征检测对象中的生命特征应用应用食品发酵工业食品发酵工业环境检测环境检测医学医学热热/光光电量电量微生物微生物/酶等酶等敏感元件敏感元件3.7 其它测量原理生物传感器热/光电量微生物/酶等敏感元