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什么是力傳感器的自然頻率,它和響應(yīng)頻率有什么
文章出處：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載人氣：發(fā)表時間：2020-04-30 09:12:38
我們在使用力傳感器的時候，往往都需要關(guān)注傳感器的響應(yīng)速度，比如一個100kg的物體只放在傳感器上面0.1s，傳感器是否能夠準(zhǔn)確測量出來，這就需要傳感器的響應(yīng)頻率足夠高。
這里我們首先需要知道傳感器的自然頻率，也就是傳感器發(fā)生共振時候的頻率，力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以看成一個振動系統(tǒng)。固有頻率就是系統(tǒng)的一階振動頻率，在此頻率下系統(tǒng)振動幅值最大。傳感器使用頻率在此頻率附近時，傳感器的靈敏系數(shù)偏差較大。所以當(dāng)傳感器的使用頻率接近于這個值時，傳感器的輸出信號就會失真，導(dǎo)致測量準(zhǔn)確度嚴(yán)重下降，所以，為了保證測量的準(zhǔn)確性，我們只能使用傳感器固有頻率的1/3或者1/5以內(nèi)的這個頻率段。
傳感器的固有震蕩頻率與尺度成反比，與剛度成正比。共振頻率與它金屬的硬度、質(zhì)量、外形尺寸有關(guān)，當(dāng)其發(fā)生形變時，彈力使其灰復(fù)，彈力主要與尺寸和硬度有關(guān)，質(zhì)量影響其加速度。同樣外形時，硬度高的頻率高，質(zhì)量大的頻率低。
若再做更深一層考慮，在《固體物理學(xué)》的基本理論中，有所表述：
每個物體都是有N個子物體構(gòu)成的，每個子物體有6個自由度，那么每個物體就有6N個自由度。而物體的自由度不同，其自然頻率也不同。一般多自由度系統(tǒng)有多個自然頻率。
物體的固有頻率取決于物體自身的剛度（不是強(qiáng)度），并且具有方向性，而剛度由物體的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定。
當(dāng)物體作受迫振動時，其震動的頻率取決于外界振動的頻率
外界振動作用在物體上，當(dāng)外界振動頻率與物體固有頻率相近時，就會產(chǎn)生明顯的振動加劇現(xiàn)象。
《固體物理學(xué)》有一個簡化公式，T=2×π×sql（m/k）。
實(shí)際上任何一個系統(tǒng)它們的剛度、質(zhì)點(diǎn)都是比較復(fù)雜的，很難計(jì)算準(zhǔn)確。多數(shù)場合是要用測量的辦法。
所以，傳感器的固有頻率主要還是和傳感器自身結(jié)構(gòu)以及材料有關(guān)，我們在實(shí)際應(yīng)用的時候，必須考慮到自身使用情況，按照需求來選擇響應(yīng)頻率合適的傳感器，才能保證我們實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
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