美國Quartzdyne的壓力傳感器是一種石英諧振器，可根據(jù)壓力改變頻率。該結(jié)構(gòu)是一個帶有封閉端的厚壁空心圓柱體。厚度剪切模式盤式諧振器劃分空心圓柱體的中心部分。外部流體壓力在流體靜壓下壓縮石英圓筒，在諧振器中產(chǎn)生內(nèi)部壓縮應(yīng)力。傳感器的振動頻率響應(yīng)于該應(yīng)力而改變。
傳感器由結(jié)晶石英制成，是天然壓電的。當(dāng)電場施加到其電極時，石英諧振器使用逆壓電效應(yīng)來誘導(dǎo)諧振器以其機械諧振頻率振動。一個振蕩器電路提供電源，并允許待測量的頻率。
由于頻率（及其倒數(shù)，時間）可以比任何其他參數(shù)更地測量，因此傳感器的頻率輸出可提供高分辨率的壓力測量。
石英是一種的彈性材料，可提供傳感器穩(wěn)定性和可重復(fù)性。石英諧振器具有高Q值，這意味著其振動可以用非常小的電力驅(qū)動。這為電池供電的應(yīng)用提供了長久的使用壽命。
三晶傳感器組件
的“換能器”是產(chǎn)生頻率或數(shù)字輸出信號所需要的整個組件。每個Quartzdyne換能器都依賴于三個厚度剪切模式的石英諧振器：壓力傳感器，溫度傳感器和參考晶體。
的石英壓力傳感器響應(yīng)于壓力變化而變化的頻率。由于壓力晶體的頻率隨溫度變化很小，因此使用石英溫度傳感器來提供數(shù)字溫度補償。我們使用石英晶體溫度傳感器，因為它提供穩(wěn)定性，抗沖擊性和高分辨率以及低功耗。
參考晶體是Quartzdyne聯(lián)合創(chuàng)始人Dr. Errol P. EerNisse發(fā)現(xiàn)的SC切割晶體。（SC切割是用于精密實驗室頻率計數(shù)器的晶體。）參考晶體的輸出信號與壓力和溫度信號混合，以將其頻率從MHz范圍降低到kHz范圍。（這簡化了頻率計數(shù)要求。）在室溫和壓力下，壓力，溫度和參考晶體的頻率分別約為7.22 MHz，7.15 MHz和7.20 MHz，提供20 kHz和50的壓力和溫度輸出千赫。壓力信號隨壓力增加而溫度頻率隨溫度降低。
參考信號也可用于計算兩個傳感器頻率。由于參考信號是數(shù)字溫度補償?shù)模虼瞬粫腩~外的溫度誤差。一秒鐘的澆口時間容易獲得0.01psi的壓力和0.001℃的溫度的分辨率。
換能器的金屬外殼包含高壓流體，并且三個晶體和電路都有震動。外殼設(shè)計還確保三個石英晶體熱耦合以進行溫度補償。
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