SN54LS03J剪切型與壓縮型壓電式加速度傳感器性能比較,能最大橫向靈敏度(%),基座應變靈敏度(g/ue),聲靈敏度(g/15連dB),瞬變溫度靈敏度(g/C)

用于測量振動的磁電式傳感器(或稱為電動式傳感器,感應式傳感器)就稱為磁電式振動傳感器。它利用電磁感應原理,將運動速度轉換成線圈中的感應電勢輸出。它的工作不需要外加電源,而是直接從被測物體吸取機械能量轉換成電信號輸出,這是一種典型的發電型傳感器。由于這種傳感器輸出功率較大因而大大簡化了配用的二次儀表電路。另外,它的性能穩定,還可以針對使用對象做成不同的結構形式,例如做成直接式或慣性式,具有不同的工作頻帶慣4335壓縮型,<4(個別值).

三向加速度傳感器由三組(或三對)壓電元件組成,它們互相疊合在一起,如圖9-71(a)所示。這三組(或三對)壓電元件分別感受三個方向的加速度。其中一組(一對)為壓縮型,感受z軸向加速度;另外二組(二對)為剪切型,分別感受X和y方向的加速度,如圖9-71(b)所示。這三組壓電元件的靈敏軸線嚴格互相垂直。

磁場靈敏度(g/kGs),三向加速度傳感器壓電元件的組成.

圖9-72所示為三向加速度傳感器,壓電元件的預壓縮載荷通過薄壁預緊筒實現。三組壓電元件分別輸出與三個方向加速度成正比的電信號。

磁電式振動傳感器,性式一般為10~1 000 Hz,直接式一般為0~1 000 Hz)。所以這種傳感器在各個系統中都獲得了較普遍的應用。

根據電磁感應定律,線圈兩端的感應電勢召正比于匝鏈線圈的磁通變化率,即

三向加速度傳感器1--預緊筒;2一壓電片。

式中 Φ―匝鏈線圈的磁通(Wb);

W一線圈匝數。

若線圈在恒定磁場中做直線運動,并切割磁力線,則線圈兩端的感應電勢u為

sinq=Ⅵ/BJvsiny                (9-38)

式中 B一磁場的磁感應強度;

t一線圈與磁場相對運動的位移;

v―線圈與磁場相對運動的速度;

u一線圈的有效匝數;

J―每匝線圈的平均長度。

當q=9o°(線圈垂直切割磁力線)時,式(9-38)可以寫成:

e=TyBJv                  (9-39)

若線圈相對磁場做旋轉運動切割磁力線,則線圈的感應電勢為

e=WBSsint=usmsini        (9-40)

式中 ω一旋轉運動的相對角速度(ω=d/dt);

s一每匝線圈的截面積;

s―線圈平面的法線方向與磁場方向的夾角。

當t=90°時,式(9-40)可寫成:

e=TyBsu                 (9-41)

由式(9-39)和式(9-40)可知,當傳感器的結構已定時,B、S、u、J均為常數,因

此,感應電勢e與線圈對磁場的相對運動速度v(或w)成正比。

根據上述基本原理,磁電式傳感器可分為兩種基本類型。

變磁通(變磁阻)式傳感器,永久磁鐵與線圈均不動,感應電勢是用改變磁通的

方法產生的。而磁通的改變通常由氣隙磁阻(磁導)的變化而引起的。這類磁電式傳感器的優點是結構簡單,牢固,工作可靠,價格便宜。并能在-50~+100C環境溫度下有效地工作,通常用于流量、扭矩等測量。它的缺點是非線性誤差很大,不宜于線性測量。

恒磁通式傳感器,工作氣隙的磁通保持不變,而線圈中的感應電勢是由于工作氣隙中線圈與永久磁鐵之間的相對運動,線圈切割磁力線產生的。輸出感應電勢與相對運動的、速度成正比。恒定磁通式磁電傳感器一般應用于振動測量。

磁電式振動傳感器的結構大體上有兩種類型:一種是將線圈組件(線圈及其骨架)與傳感器殼體固定,永久磁鐵(磁鋼)用柔軟的彈簧支承。進行振動測量時的活動部件是磁鐵,故稱為動鋼型磁電式振動傳感器;另一種是將永久磁鐵與殼體固定,線圈組件用柔軟的彈簧支承,其活動部件是線圈,稱為動圈型磁電式振動傳感器。這兩種結構形式的傳感器,其工作原理是完全相同的。

動鋼型磁電式振動傳感器,圖9-73所示的是應用于飛機發動機振動監測的一種動鋼型磁電式振動傳感器。

異步二進制計數器的原理、結構簡單,因各觸發器不是同時翻轉,而是逐級脈動翻轉實現計數進位的,故亦稱為紋波計數器①。圖6.5.9中的虛線是考慮了觸發器逐級翻轉中平均傳輸延遲時間rpd的波形。由于各觸發器的翻轉時間有延遲,若用該計數器驅動組合邏輯電路,則可能出現瞬間邏輯錯誤。例如,當計數值從0111加1時,先后要經過0110、0100、0000幾個狀態,才最終翻轉為1000。如果對0110、0100、0000譯碼,這時譯碼輸出端則會出現毛刺狀波形。另外,當計數脈沖頻率很高時,03~0。甚至會出現編碼輸出分辨不清的情況。對于一個Ⅳ位二進制異步計數器來說,從一個計數脈沖開始作用到第一個觸發器,到第Ⅳ個觸發器翻轉達到穩定狀態,需要經歷的時間為urrpd。為了保證正確地檢出計數器的輸出狀態,必須滿足rcP>>upd的條件,其中,rcP為計數脈沖CP的周期。

典型集成電路中規模集成電路74HC/HCT393中集成了兩個如圖6.5.8所示的4位異步二進制計數器,圖6.5.10所示是它的引腳圖。在5Ⅴ、25℃工作條件下,74HC/HCT393中每級觸發器傳輸延遲時間的典型值為6 ns。

同步二進制加計數器,為了提高計數速度,可采用同步計數器。其特點是,計數脈沖作為時鐘信號同時接于各位觸發器的時圖6.5.10 74HC/HCT393鐘脈沖輸入端,在每次時鐘脈沖沿到來之前,根據當的引腳圖前計數器狀態,利用組合邏輯控制,準各好適當的條件。當計數脈沖沿到來時,所有應翻轉的觸發器同時翻轉,同時也使所有應保證觸發器的穩定．