一种基于锁相放大的谐振式密度传感器谐振频率测量系统设计

谐振式密度传感器测量密度的关键在于谐振频率的测量。现有的测频法、测周期法、FFT法等谐振频率测量方法因噪声、脉冲误差等因素限制了其精度。为了解决该问题,设计了一种以锁相放大器为核心的谐振频率测量系统,其检测电路将交流振动信号的测量转换为直流恒定电压的测量。利用实验中发现的谐振区域内该直流电压与激励频率呈近似线性关系,基于扫频思想提出并实现了一种谐振频率自动测量算法。在(20±0.05)℃环境下进行了密度标定实验,对密度传感器进行了温度补偿。实验结果表明,在密度为700 kg/m^(3)~1000 kg/m^(3)的测量范围内,测得谐振频率稳定性可达到0.002%,传感器的密度测量最大误差为0.48 kg/m^(3),最大综合测量误差为0.069%,验证了所提谐振频率测量方法的有效性、精确性。

航空机载谐振膜式密度传感器的研究

针对飞机飞行中燃油量的在线实时测量需求,设计了基于谐振原理的新型谐振膜式液体密度传感器。对谐振膜片进行了数学模型分析,并设计了基于数字闭环方法的谐振膜式密度传感器整体结构。试验结果表明,该传感器测量精度较高,稳定性较好,结构简单,便于加工,能满足航空煤油在线实时测量的需求。

薄壁圆筒谐振式液体密度传感器的设计

在对圆筒谐振子的数学模型计算和有限元分析的基础上,设计了一种新型的谐振式液体密度传感器。该传感器由双端固定的圆筒谐振子、自动增益和相位调节的测量控制电路、C8051F020单片机的信号处理系统组成,具有对压力变化不敏感和智能温度补偿的功能。实验结果表明,20℃时传感器系数为K0=129.5668kg/m3,K1=0.2535×106(kg/m3)/s,K2=0.6239×1010(kg/m3)/s2,在700～900kg/m3的测量范围内,综合测量精度为0.1%。

圆筒谐振式密度传感器的计算及有限元分析

谐振式传感器是一种新型高精度的传感器。选用薄壁圆筒作为谐振子 ,设计了短管谐振式密度传感器。用有限元法建立了圆筒谐振子的模型 ,通过MATLAB软件编程 ,计算出合理的谐振子参数 ,对其频率密度特性进行了分析 ,并给出了振子的振型分布。仿真结果表明 ,传感器系数为K0 =- 181 5 9kg/m3,K1 =1 17× 10 - 8kg/m3·s,K2=4 93× 10 + 8kg/m3·s2 。

谐振式液体密度传感器研究

振动管式液体密度计是一种用途广泛的计量仪表。振动式密度传感器是基于振动管的固有频率随流经的液体密度变化而变化的原理研制的。在工业现场直接应用的单管振动式液体密度计,具有使用方便、性能稳定、测量精度高且样品种类广等优点,可广泛用于各类高精度密度测量。介绍振动管式液体密度传感器的组成结构、工作原理、电路设计、微处理器的硬件和软件设计,论述密度传感器的标定方法和使用中影响密度测量的主要因素。