图1所示振筒式气压传感器由以下几部分组成。
a. 薄壁金属筒(敏感元件);
b. 外壳;
c. 检振与激振换能片;
d. 底座;
e. 温度敏感元件;
f. 驱动电路。
图1 振筒气压传感器结构示意图
薄壁筒作为感受压力的元件,当被测压力变化时,薄壁筒上的压力发生变化,它内部的张力也发生变化,其谐振频率也随之改变。所以它谐振频率的变化反应了气压的变化。薄壁筒的持续振动工作是由电压电换能片维持的。压电换能片紧贴于筒壁上,利用它的正、逆压电效应,一方面引起筒壁变形振动,另一方面收取变形产生的信号。该信号被相移、放大后,一部分反馈到激励的压电换能片上,形成正反馈振荡回路,另一部分输出。传感器内置有温度传感器,用于测量振筒传感器的温度,以便用来进行温度修正。图2为工作原理图。
图2 振筒气压传感器工作原理图
振筒气压传感器的使用方法
根据传感器固有特性,当温度恒定时对于指定的振筒传感器,信号频率与大气压强有如下关系存在:
P=A0+A1f+A2f 2
P—大气压力
f—传感器输出频率
A0~A2—传感器的特征系数
当温度偏离检定温度时气压读数产生误差△P,△P可应用一函数式表示:
△P=F(t,p)
△P—不同温度下的气压修正量
t—传感器的温度
P—检定温度下对应的气压值
因此对于每台传感器给出特征参数A0、A1、A2及△P=F(t,p),并测取f值和t值后即可得出大气压力真值:p真
P真=P+△P
由于各个不同传感器的特征参数不一样,所以气压传感器是不可互换的,当需要更换时,必须修改系统内气压传感器的特征参数。