SN54LS03J剪切型与压缩型压电式加速度传感器性能比较,能最大横向灵敏度(%),基座应变灵敏度(g/ue),声灵敏度(g/15连dB),瞬变温度灵敏度(g/C)

用于测量振动的磁电式传感器(或称为电动式传感器,感应式传感器)就称为磁电式振动传感器。它利用电磁感应原理,将运动速度转换成线圈中的感应电势输出。它的工作不需要外加电源,而是直接从被测物体吸取机械能量转换成电信号输出,这是一种典型的发电型传感器。由于这种传感器输出功率较大因而大大简化了配用的二次仪表电路。另外,它的性能稳定,还可以针对使用对象做成不同的结构形式,例如做成直接式或惯性式,具有不同的工作频带惯4335压缩型,<4(个别值).

三向加速度传感器由三组(或三对)压电元件组成,它们互相叠合在一起,如图9-71(a)所示。这三组(或三对)压电元件分别感受三个方向的加速度。其中一组(一对)为压缩型,感受z轴向加速度;另外二组(二对)为剪切型,分别感受X和y方向的加速度,如图9-71(b)所示。这三组压电元件的灵敏轴线严格互相垂直。

磁场灵敏度(g/kGs),三向加速度传感器压电元件的组成.

图9-72所示为三向加速度传感器,压电元件的预压缩载荷通过薄壁预紧筒实现。三组压电元件分别输出与三个方向加速度成正比的电信号。

磁电式振动传感器,性式一般为10~1 000 Hz,直接式一般为0~1 000 Hz)。所以这种传感器在各个系统中都获得了较普遍的应用。

根据电磁感应定律,线圈两端的感应电势召正比于匝链线圈的磁通变化率,即

三向加速度传感器1--预紧筒;2一压电片。

式中 Φ―匝链线圈的磁通(Wb);

W一线圈匝数。

若线圈在恒定磁场中做直线运动,并切割磁力线,则线圈两端的感应电势u为

sinq=Ⅵ/BJvsiny                (9-38)

式中 B一磁场的磁感应强度;

t一线圈与磁场相对运动的位移;

v―线圈与磁场相对运动的速度;

u一线圈的有效匝数;

J―每匝线圈的平均长度。

当q=9o°(线圈垂直切割磁力线)时,式(9-38)可以写成:

e=TyBJv                  (9-39)

若线圈相对磁场做旋转运动切割磁力线,则线圈的感应电势为

e=WBSsint=usmsini        (9-40)

式中 ω一旋转运动的相对角速度(ω=d/dt);

s一每匝线圈的截面积;

s―线圈平面的法线方向与磁场方向的夹角。

当t=90°时,式(9-40)可写成:

e=TyBsu                 (9-41)

由式(9-39)和式(9-40)可知,当传感器的结构已定时,B、S、u、J均为常数,因

此,感应电势e与线圈对磁场的相对运动速度v(或w)成正比。

根据上述基本原理,磁电式传感器可分为两种基本类型。

变磁通(变磁阻)式传感器,永久磁铁与线圈均不动,感应电势是用改变磁通的

方法产生的。而磁通的改变通常由气隙磁阻(磁导)的变化而引起的。这类磁电式传感器的优点是结构简单,牢固,工作可靠,价格便宜。并能在-50~+100C环境温度下有效地工作,通常用于流量、扭矩等测量。它的缺点是非线性误差很大,不宜于线性测量。

恒磁通式传感器,工作气隙的磁通保持不变,而线圈中的感应电势是由于工作气隙中线圈与永久磁铁之间的相对运动,线圈切割磁力线产生的。输出感应电势与相对运动的、速度成正比。恒定磁通式磁电传感器一般应用于振动测量。

磁电式振动传感器的结构大体上有两种类型:一种是将线圈组件(线圈及其骨架)与传感器壳体固定,永久磁铁(磁钢)用柔软的弹簧支承。进行振动测量时的活动部件是磁铁,故称为动钢型磁电式振动传感器;另一种是将永久磁铁与壳体固定,线圈组件用柔软的弹簧支承,其活动部件是线圈,称为动圈型磁电式振动传感器。这两种结构形式的传感器,其工作原理是完全相同的。

动钢型磁电式振动传感器,图9-73所示的是应用于飞机发动机振动监测的一种动钢型磁电式振动传感器。

异步二进制计数器的原理、结构简单,因各触发器不是同时翻转,而是逐级脉动翻转实现计数进位的,故亦称为纹波计数器①。图6.5.9中的虚线是考虑了触发器逐级翻转中平均传输延迟时间rpd的波形。由于各触发器的翻转时间有延迟,若用该计数器驱动组合逻辑电路,则可能出现瞬间逻辑错误。例如,当计数值从0111加1时,先后要经过0110、0100、0000几个状态,才最终翻转为1000。如果对0110、0100、0000译码,这时译码输出端则会出现毛刺状波形。另外,当计数脉冲频率很高时,03~0。甚至会出现编码输出分辨不清的情况。对于一个Ⅳ位二进制异步计数器来说,从一个计数脉冲开始作用到第一个触发器,到第Ⅳ个触发器翻转达到稳定状态,需要经历的时间为urrpd。为了保证正确地检出计数器的输出状态,必须满足rcP>>upd的条件,其中,rcP为计数脉冲CP的周期。

典型集成电路中规模集成电路74HC/HCT393中集成了两个如图6.5.8所示的4位异步二进制计数器,图6.5.10所示是它的引脚图。在5Ⅴ、25℃工作条件下,74HC/HCT393中每级触发器传输延迟时间的典型值为6 ns。

同步二进制加计数器,为了提高计数速度,可采用同步计数器。其特点是,计数脉冲作为时钟信号同时接于各位触发器的时图6.5.10 74HC/HCT393钟脉冲输入端,在每次时钟脉冲沿到来之前,根据当的引脚图前计数器状态,利用组合逻辑控制,准各好适当的条件。当计数脉冲沿到来时,所有应翻转的触发器同时翻转,同时也使所有应保证触发器的稳定．