X9271TV14I一股采用單級(jí)放大器,渦輪流量變換器的特性.

圖9-62為渦輪葉片的圖解。圖中伊為葉片的螺旋角。經(jīng)過(guò)分析,流體的體積流量qv為

qv=(1/f)r

f=ztgq/2trs(流量轉(zhuǎn)換系數(shù))

上兩式中 r一輸出脈沖信號(hào)的頻率;

s一渦輪通道的截面積;

R―葉片的平均半徑;

z―渦輪的葉片數(shù)目。

渦輪流量變換器實(shí)現(xiàn)了流量與脈沖信號(hào)的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換,所以流量的顯示可以利用電子頻率計(jì)。但由于qv=(1/f)F,所以應(yīng)該把頻率計(jì)的示值除以流量轉(zhuǎn)換系數(shù)f后,才是被測(cè)的流量。常用的流量顯示器有指針式和計(jì)數(shù)器式兩類。

渦輪流量計(jì)具有測(cè)量精度較高,流體的壓力損失比較小,量程比較寬,適于快速測(cè)量等特點(diǎn)。因此,它不僅在地面流量測(cè)試中得到廣泛的應(yīng)用,也用于飛機(jī)上測(cè)量燃油流量。

渦輪葉片的圖解,1一葉片;2一渦輪輪轂,加速度和振動(dòng)傳感器,應(yīng)變式加速度傳感器.

對(duì)于非引力加速度萬(wàn)的測(cè)量都是根據(jù)牛頓第二定律f=ma進(jìn)行間接測(cè)量,即將加速度的測(cè)量轉(zhuǎn)換為慣性力的測(cè)量。因此,在所有線加速度傳感器中都應(yīng)具有兩個(gè)必不可少的元件:用來(lái)將線加速度(a)轉(zhuǎn)換為慣性力(f)的敏感元件一質(zhì)量塊紹和測(cè)量質(zhì)量塊(m)所具有的慣性力(f)的測(cè)力元件。質(zhì)量塊(m)在慣性力(f)作用下的運(yùn)動(dòng)形式可以是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),測(cè)力元件可以是受力后能使電量或電參量發(fā)生變化的各種元件。

應(yīng)變式加速度傳感器不是直接測(cè)量質(zhì)量塊的位移,而是測(cè)量與位移成正比的應(yīng)變值。此應(yīng)變值是通過(guò)應(yīng)變計(jì)電阻值的變化而得到的。應(yīng)變式加速度傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是低頻響應(yīng)好,可以測(cè)量直流信號(hào)(如勻加速度)。此類傳感器一般都有阻尼,用以抑制不需要的高頻信號(hào)成分,不使波形失真。

應(yīng)變式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。由質(zhì)量塊、彈性懸臂梁和底座組成。測(cè)量時(shí)底座固定在被測(cè)對(duì)象上,當(dāng)被測(cè)物體以加速度四運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量塊受到一個(gè)與加速度方向相反的慣性力而使彈性梁變形,應(yīng)變片測(cè)出與加速應(yīng)變式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖,1一底座;2一接線板;3一密封墊;4一阻尼液;5一懸臂梁;6―應(yīng)變計(jì).度成比例的應(yīng)變值而輸出電信號(hào)。

常用的應(yīng)變式加速度傳感器是等強(qiáng)度梁。圖9-64所示的是幾種梁式應(yīng)變加速度傳感器的示意圖。

幾種梁式應(yīng)變加速度傳感器示意圖,電容式加速度傳感器.

圖9-65為一種空氣阻尼的電容式加速度傳感器。該傳感器采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu),有兩個(gè)固定電極,兩極板之間有一用彈簧支撐的質(zhì)量塊,此質(zhì)量塊的兩個(gè)端平面經(jīng)過(guò)磨平拋光后作為可動(dòng)極板。當(dāng)傳感器測(cè)量測(cè)量方向上的振動(dòng)時(shí),由于質(zhì)量塊的慣性作用,使兩固定極板相對(duì)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移,使Cl、C2中一個(gè)增大,另一個(gè)減小。

壓阻式加速度傳感器,壓阻式加速度傳感器通常采用矩形硅懸臂梁結(jié)構(gòu)。

一種電容式加速度傳感器,在硅懸1――固定電極;2一質(zhì)量塊(動(dòng)電極); 3一絕緣體;4一彈簧片。由端,裝有敏感質(zhì)量塊。靠近懸臂梁的根部,擴(kuò)散四個(gè)性能一致的電阻,構(gòu)成惠斯登電橋。其結(jié)構(gòu)形式如圖9-66所示。

當(dāng)懸臂梁自由端的質(zhì)量塊敏感外界加速度作用時(shí),將其感受到的加速度轉(zhuǎn)變?yōu)閼T性力,使懸臂梁受到彎矩的作用而產(chǎn)生應(yīng)力。此時(shí)硅梁上擴(kuò)散的四個(gè)電阻條阻值發(fā)生變化,從而使惠斯登電橋產(chǎn)生不平衡,而輸出與外界加速度成正比的電硅懸臂梁結(jié)構(gòu),1一硅梁基座;2一壓阻元件;3一硅梁;4一質(zhì)量塊。

則可構(gòu)成4位同步二進(jìn)制減計(jì)數(shù)器,即每輸人一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖,計(jì)數(shù)器Q3、Q2、Ql、Q0的狀態(tài)將按二進(jìn)制編碼值遞減,讀者可以自行列出狀態(tài)表并分析其工作過(guò)程。

典型集成電路,74LⅤC161是一種典型的高性能、低功耗CMOS 4位同步二進(jìn)制加計(jì)數(shù)器,它可在1,2~3.6Ⅴ電源電壓范圍內(nèi)工作,其所有邏輯輸人端都可耐受高達(dá)5.5V的電壓,因此,在電源電壓為3.3Ⅴ時(shí)可直接與5V供電的TTL邏輯電路接口。它的工作速度很高,從輸人時(shí)鐘脈沖CP上升沿到oⅣ輸出的典型延遲時(shí)間僅3.9 ns,最高時(shí)鐘工作頻率可達(dá)200MHz。

圖6.5.13所示是74LVC161的內(nèi)部邏輯圖,除同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)功能外,電路還具有并行數(shù)據(jù)的同步預(yù)置功能。預(yù)置和計(jì)數(shù)功能的選擇是通過(guò)在每個(gè)觸發(fā)器的輸人端插入一個(gè)2選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)的。由于CMOs與或非門的電路結(jié)構(gòu)比與或門更為簡(jiǎn)單,所以這里不像標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)選擇器那樣用與一或結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),而是使用了與或非門構(gòu)成2選1數(shù)據(jù)選擇器。相地,74LⅤC161中的觸發(fā)器也取D作為輸入。這種靈活處理的方法在集成電路中是十分常見的。電路中,當(dāng)PE=0時(shí)為并行數(shù)據(jù)預(yù)置操作,每個(gè)數(shù)據(jù)選擇器左邊的與門打開,于是,D3~D。到達(dá)相應(yīng)觸發(fā)器的輸入端,當(dāng)CP脈沖沿到達(dá)時(shí),該組數(shù)據(jù)行時(shí)鐘脈沖．