Особенности построения измерительных преобразователей с логометрическим выходом на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов
УДК 53:620.22
Аннотация
Приведены результаты имитационного моделирования измерительных устройств, основанных на использовании связанных колебаний в системах с двумя степенями свободы. Рассмотрены способы управления параметрами колебательной системы преобразователя на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов. Произведена сравнительная оценка метрологических характеристик возможных вариантов построения пьезорезонансных датчиков с логометрическим (дифференциальным) выходом.
Показано, что при воздействии на добротность колебательной системы первичного преобразователя более высокую чувствительность измерительного процесса обеспечивает управление активным сопротивлением схемы замещения элемента связи между резонаторами. В качестве выходного сигнала датчика в данном случае предлагается использовать отношение амплитуд колебаний одного из взаимосвязанных резонаторов, измеренных на частотах синфазных и противофазных колебаний в системе. При воздействии на частотозадающие параметры преобразователя для формирования выходного сигнала рекомендуется использовать отношение амплитуд колебаний двух взаимосвязанных пьезорезонаторов, измеренных на одной из нормальных частот синхронизированных колебаний в системе.
Достоинствами измерительных устройств данного типа являются высокая чувствительность, простота конструкции, низкая стоимость, технологичность изготовления, применимость для работы в тяжелых условиях.
Скачивания
Metrics
Литература
Джексон Р.Г. Новейшие датчики. М., 2007.
Богуш М.В. Пьезоэлектрические датчики для экстремальных условий эксплуатации // Пьезоэлектрическое приборостроение : сб. в 3 томах. Т. 3. Ростов /нД, 2006.
Spletzer M., Raman A., Wu A. Q., Xu X. Ultrasensitive mass sensing using mode localization in coupled microcantilevers // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88, 254102. DOI: 10.1063/1.2216889.
Zaitsev B.D., Semyonov A.P., Teplykh A.A., Borodina I.A. The sensor for measuring the micro-displacements based on the piezoelectric resonator with lateral electric field // Ultrasonics. 2019. Vol. 99, 105973.
Пьезоэлектрическая керамика: принципы и применение / пер. с. англ. С.Н. Жукова. Минск, 2003.
Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. М., 2006.
Седалищев В.Н. Пьезотрансформаторные измерительные преобразователи : монография. Барнаул, 2015.
Партс Я.А. Многочастотные пьезорезонансные датчики: принцип действия, способы построения, решаемые задачи // Нелинейный мир. 2009. № 5. Т.7.
Евдокимов Ю.К., Партс Я.А. Квазираспределенные пьезорезонансные датчики в промышленных системах измерения температуры // Мир измерений. 2010. № 3 (109).
Sedalischev V., Sergeeva Ya. Simulation of measuring transducers based on interconnected piezoresonators // X International Conference on High-performance computing systems and technologies in scientific research, automation of control and production (HPCST) 2020. Barnaul, 24-25 April 2020 / J. Phys.: Conf. Ser. Vol. 1615, article: 012030.
Copyright (c) 2021 Виктор Николаевич Седалищев , Яна Сергеевна Сергеева , Дмитрий Олегович Страхатов , Сергей Петрович Пронин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
