该文献首先介绍了振动缸的压力传感器的基本原理，它构成了振动缸的压力传感器的主要部件。此基础上，在ANSYS仿真分析工具用于模拟和分析的振动筒，其允许分析振动筒的小型化设计，振动缸的压力传感器的中心组件，并且检查实验上模拟分析的准确性。动缸压力传感器;振动缸; ANSYS模拟分析引言振动缸压力传感器被广泛用于空气数据计算机，气压高度计，电子数字控制系统，具有完整的引擎权限，气象测量系统接地端和公共设施测试和压力传输。着科学技术的发展，各种应用行业迫切需要压力传感器，其精度更高，体积更小，重量更轻。感器设计的知识和技术领域过于广泛，传感器产品的实现并不像计算领域那么快，需要多行业和多领域技术的共同进步。振动气缸压力传感器的研究现状振动缸压力传感器最初是由在1950年代瑞典公司航空发动机（瑞典语Flygmotor）开发的。1]此后，英国Solartron集团获得了其专利并开发了它以生产直径为18毫米的振动圆筒压力传感器和直径为9毫米的振动圆筒压力传感器。后，曙光仪器俄罗斯办事处也对振动管压力传感器进行了研究并取得了很大进展：开发并连续生产了直径18毫米，13毫米的振动管压力传感器。9毫米。前，俄罗斯曙光仪器局开发的9毫米直径振动缸压力传感器代表了振动缸压力传感器的最高发展和发展趋势。
材料，加工技术等限制，中国唯一进行研究和生成振动管压力传感器的单位是太原航空仪器有限公司。成都凯天电子有限公司目前，只有18mm直径的振动管压力传感器在国内得到了广泛的应用，而13mm和9mm直径的振动管压力传感器是由于技术发展所施加的限制，因此尚未被广泛使用。动缸压力传感器的工作原理振动缸压力传感器可分为压电励磁型和电磁励磁型两种，电磁励磁型振动管压力传感器。例说明振动管压力。
感器的工作原理：图1是电磁激励振动缸压力传感器的示意图。该图中，1是一端开口且在另一端封闭的薄壁圆柱形圆筒，共振圆筒。气缸内部是两个在空间中彼此垂直的电磁线圈2和3，并且电磁铁的两个极紧靠气缸壁。2是励磁线圈，3是检测线圈，4是参考腔，5是支撑。过电磁方法激励的振动圆筒1必须由铁磁材料制成。流通过励磁线圈，产生的电磁力引起气缸壁的径向微位移，从而改变气缸壁和传感线圈之间的间隙，并改变磁阻，改变磁阻。通量在振荡线圈中产生电动势，其频率随着壁的振动的固有频率而变化。持气缸壁的恒定振幅振动的振荡放大器连接在两个线圈之间，以形成具有正反馈的闭环自激振荡系统。荡频率等于气缸的固有频率，固有频率由测量的压力调制，振幅由放大器的增益控制。动鼓压力传感器的中心部件 – 振动鼓振动缸是振动缸压力传感器的压敏体，是主要部件。动缸压力传感器的性能主要取决于振动缸的性能。操作振动筒，它从所述气缸的一侧观察到的和它的振动模式中分布有n个在圆周方向上的波数，n是圆周全波的数目（N = 0 ，1，2 ……当它在气缸侧时。被显示时，模式形状分布具有半波数沿母线数目m，并且m被称为轴向半波（的个数m = 0，1，2， ……），如图2所示。动缸的正确设计是稳定传感器操作的基础。解决设计问题，他主要考虑以下几个方面：（1）振动模式的选择，（2）几何参数的确定，（3）材料的选择和加工工艺的确定。须从满足压力 – 频率特性，灵敏度，频率稳定性和获得高机械质量Q因子的角度考虑这些问题。文主要从前两个方面研究了振动缸的设计。
于Ansys的典型尺寸振动缸的Ansys仿真分析在现有技术条件下，振动缸通过车削或旋转形成，然后经过严格的热处理。用的材料是3J53或3J58- – 恒弹合金。大量数据来看，根据实际工作经验，弹性模量E = 1.95×1011 Pa，材料密度ρ= 7.9×10 -3 g / mm 2，系数泊松μ= 0.3。据一些几何参数，该模型是在Ansys的建模和模态分析的振动筒至大气压力（93）的压力，2千帕和260千帕分开进行。前，振动辊的典型几何尺寸如下：直径18mm，壁厚0.07-0.08mm，有效长度45-60mm。着小型化的要求，已有成熟的直径为13毫米和9毫米的振动缸产品，但该领域的国内技术正处于开发阶段。面我们模拟了典型的振动筒，R = 9毫米，L = 55毫米，恒温阀芯H =0.08毫米，其中表示所述振动筒的敏感体的长度，R是振动筒和h的平均半径代表振动缸的壁。通过分析获得表1中的数据。1示出在不同压力下的内部壁的特定频率值时，振动筒在模式1至5中使用与压频率灵敏度计算（灵敏度=（F1-F2）/ F1×100％） 。5阶以上模式，工作模式较复杂，工作频率较高，能量等级较高，不适合作为压力传感器的工作模式。动管，所以没有在表中列出。表中的数据的分析表明，在第四阶模式和五阶模式中，存在在整个工作压力范围内相交的频率，模式4和5不能因此被选择为振动缸的操作模式。2，模态相比第三顺序，模态能量的第二顺序的水平是最低的，但n = 3时，非对称的模式，这是不容易激发和拾取信号，并且将相对灵敏度低于3阶模式。
阶模式具有最高灵敏度，低能量水平和对称操作模式，这使得易于激发拾取信号，更适合作为振动滚动传感器的操作模式。这个几何参数下，我们选择模式3作为振动缸的振动模式，可以达到33.46％的灵敏度。种几何振动缸是一种相对成熟的振动缸压力传感器。种振动缸压力传感器经过多年的批量生产和实际应用验证，产品设计和工艺相对成功。于市场的发展，对产品小型化的要求变得越来越苛刻。
们必须进行小规模的产品设计，根据当前产品的几何参数进行小型化。动辊的半径用作固定参数，以减小振动辊的长度并重新绘制振动辊。型地，振动气缸压力传感器在两个点以对称的激发状态中操作和激励振动模式只能是一个对称的模式的振动（N = 2，4，6，恒温阀芯…） 。
关数据表明，对于较长的墨盒，首先激发n = 2的模态，最短的圆柱体和n = 6，8的模态是第一个激发的。起的第一种模式与枪的几何形状直接相关。这里，我们必须缩短气缸以实现小型化设计。了使振动模式相对简单，我们希望设计一种振动气缸，其中首先激励n = 4模式。考振动辊体设计的相关理论，根据Ansys仿真分析的结果，作者对气缸壁的长度和厚度进行了多次调整，并模拟了气缸的圆柱体。个几何参数。后，确定长度l = 40mm并且壁厚h = 0.08mm并进行模拟分析（分析结果示于表2中）。3数据分析，三阶模式和四阶模式在工作压力范围内有一个频率交点，因此不能用作工作模式。阶模式是第一振荡模式模式，其是具有几何参数的振动圆柱的最低水平的振动模式。
中的数据表明振动压路机在最大压力范围内的相对灵敏度为28.5％。l = 55mm的气缸相比，它很小，但根据相关资料，它也完全可以满足使用要求，可以作为一种操作方式。比于用升的几何参数= 55毫米，R =9毫米和h = 0.08毫米的4.1节，与升= 40毫米新振动压路机，R = 9毫米，H = 0.08振动筒mm具有较低的相对灵敏度。而，长度显着减小并且实现了振动辊的小型化设计。验验证了振动筒的制造过程更复杂，而且组装能够测试传感器的输出和频率以及许多仪器和设备高度振动气缸压力传感器专业化。
外，振动缸的压力传感器的固有频率随温度而变化。此，目前的研究很难验证振动缸的理论设计。了在小型化设计之后验证振动缸，该验证仅产生少量振动缸，并且通过测试来验证ansys仿真分析所获得的结果的准确性。内壁在室温下感受到不同的压力时，振动辊的输出频率。实验中使用两种类型的振动圆柱体，其几何参数为l = 40mm，R = 9mm和h = 0.08mm，并且激发模式是压电激发。据4.2节的模拟分析数据，工作模式为n = 4，m = 1，因此四个压电陶瓷片均匀地粘接在振动辊的同一水平圆周上，使用两个兴奋和两个服用。动辊外部安装有保护辊，并且在振动辊和辊之间形成真空参考腔，如图2所示。振动缸准备相应的信号调节电路。对内壁加压之后，测试振动辊的压力传感器的频率输出。验数据如表3所示。验数据分析表明，实验得到的输出频率与仿真分析结论一致，证明了ansys分析的结论。有一定的重要性，但由于实验产品的数量较少，因此使用大量的振动圆筒进行选择。
定的圆柱体尚未通过高温和低温实验，尚未进行长期稳定性或其他环境试验研究。前，它只能用作实验室用的原型，没有生产条件。文中作出结论小型化设计探讨的事实，即圆柱几何参数不是最新的研究和生产单元的主要几何参数，并且不能被直接制造产品。而，本文的研究可能是振动管压力传感器的小型化。设计提供了研究重点，作者希望通过未来的进一步仿真分析获得更多的研究成果。
动缸压力传感器是中国0.02％独立测试权的传感器之一虽然其应用环境有一定的局限性，但其高精度的局部传感器无法取代其生产能力大量的。此，振动缸的发展及其小型化研究仍然具有重要意义：研究和生产单位必须投入人力和物力进行深入研究。
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