谐振式传感器的设计要点

      谐振式传感器的振子是把被测量的变化转换为频率变化的关键元件，它对传感器的精度、灵敏度和稳定性等有很大影响，因此对它的设计要求较高，主要可从下述几个方面进行考虑。
(1) 减小非线性
      谐振式传感器的特性曲线几乎都是非线性的。选择合适的工作点和最佳工作频段对减小非线性非常重要。为获得较高的测量精度，必须在转换电路中进行非线性校正。
(2) 提高灵敏度
      可通过适当选择下面振子有关参数来提高灵敏度：密度、弹性模量、泊松比等材料物理特性参数；厚度、半径、长度等结构参数；初始谐振频率，预加载荷等。压电式谐振传感器采取围压加载方式时，其灵敏度最高。
(3) 提高稳定性
      首先，应选择强度高、参数稳定的振子材料，如石英晶体，琴钢丝，铁镍横弹合金等；其次，应选择Q值较大的振子，Q值越大，谐振频率的稳定性越高，传感器的工作也越稳定，抗外界干扰的能力越强，其重复性也就越好；再次，要尽量提高材料的弹性极限，保证在最大载荷下，材料弹性变形为材料弹性极限的1/3～1/2以下；最后，结构上最好作成一体的，否则振子与其它部分的连接必须具有很强的抗滑能力。
(4) 减小温度误差
      由于构成传感器的材料受温度影响，均将产生温度变形，造成输出信号的不稳定。为减小温度的影响，可采取下面措施：采用零温度系数的材料，或温度系数恒定的材料，而且其弹性模量受温度影响小；采用线路补偿；采取恒温措施；传感器设计成封闭系统，使传感器机械结构自身达到热补偿；对因温度变化而影响振子谐振频率变化的传感器部分，通过选取适当的尺寸和温度系数，保持胀缩平衡。
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