振动传感器的构成方法

振动传感器的构成方法

 

当今的振动传感器是一种能把非电输人信息转换成电信号输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是构成传感器的核心。

对物性型传感器而言，其敏感元件集敏感、转换功能于一身.即可实现“被测非电量>，有用电量的直接转换。

实际上振动传感器的具体构成方法。视被测对象、转换原理、使用环境及性能要求等具体情况的不同而有很大差异。

 (a)自源型为仅含有敏感元件的址简单、基本的传感器构成型式.此型式的特点是无需外能源.故义称无源型，其敏感元件具有从被测对象直接吸取能敏，并转换成电Ira的效应;但输出能奄较弱，如热电偶、压电器件等。

(b)辅助能源型它是敏感元件外加辅助激励能源的构成型式。辅助能源可以是电源，也可以是源。传感器输出的能量由被测对象提供.因此是“能量转换型”结构。如光电管、光敏二极管、磁电式和霍尔等电磁感应式传感器即属此型。特点是，不需要变换(测量)电路即可有较大的电址输出。

 (c)外源型 它由能对被测址实现阻抗变换的敏感元件和带有外电源的变换(测量)电路构成。其输出能从由外电源提供，是属于“能量控制(调制)型”结构.如电阻应变式、电感、电容式位移传感器及气敏、湿敏、光敏、热敏等传感器均属于此。所谓“变换(测量)电路”.是指能把转换元件输出的电信号，调理成便于显示、记录、处理和控制的可用信号的电路，故义称“信号调理与转换电路”。常用的变换(测址)电路有电桥、放大器、振荡器、阻抗变换器和脉冲调宽电路等。

实用中.这种构成形式的传感器特性要受到使川环境变化的影响，图0-2中(d),(e),(f)是目前消除环境变化的干扰而广泛采用的线路补偿法构成型式。

 (d)相同敏感元件的补偿型采用两个原理和特性完全相同的敏感元件，并置于同一环境中，其中一个接受输人信号和环境影响，另一个只接受环境影响.通过线路.使后者消除前者的环境干扰影响。这种构成法在应变式、固态压阻式等传感器中常被采用。

(c)差动结构补偿型它也采川了两个原理和特性完全相同的敏感元件，同时接收被测输人量，并置于同一环境中。巧妙的是.两个敏感元件对被测输入址作反向转换。对环境干扰量作同向转换.通过变换(测城)电路，使有川输出量干扰量相消。如差动电阻式、差动电容式、差动电感式传感器等即属此型。

 (f)不同敏感元件的补偿型采用两个原理和性质不相同的敏感元件，两者同样置于同一环境中，其中一个接受输人信号，并已知其受环境影响的特性;另一个接受环境影响.片通过电路向前者提供等效的抵消环竣影响的补偿信号.如采用热敏元件的温度补偿.采用压电补偿片的温度和加速度千扰补偿等，即为此例。

(g)反馈型这种构成法引人了反馈控制技术，川正向、反向两个敏感元件分别作测纸和反馈元件。构成闭环系统.使传感器输入处于平衡状态.因此，亦称为闭环式传感器或平衡式传感器，这种传感器系统具有高精度. 高灵敏度、高稳定、高可靠性等特点，例如力平衡式压力、称贡、加速度传感器等。

在此，我们再引人“传感器系统”的构成概念。目前，人们已日益重视借助于各种先进技术和技术手段来实现传感器的系统化。例如利川自适应控制技术、微型计算机软硬件技术来实现传统传感器的多功能与高性能。这种振动传感器技术和其他先进技术相结合，从结构与功能的扩展上构成了一个传感器系统。或者，可根据复杂对象监控的需要，将上述各种基本型式的传感器作选择组合.构成一个复杂的多传感器系统。由此，近年来也相应出现了多传感器信息触合技术。很显然.智能振动传感器是十分传感器系统。