谐振式传感器是直接将被丈量的改动转化为物体谐振特性改动的设备，其作业原理根据谐振技能，使用谐振子的振荡频率、相位和幅值作为灵敏参数，到达对压力，位移，密度等被测参数的丈量。使用谐振元件把被测参量转化为频率信号的传感器，又称频率式传感器。当被测参量发生改动时，振荡元件的固有振荡频率随之改动，经过相应的丈量电路，就可得到与被测参量成必定联系的电信号。
70年代以来谐振式传感器在电子技能、测验技能、计算技能和半导体集成电路技能的基础上敏捷发展起来。其长处是体积小、重量轻、结构紧凑、分辨率高、精度高以及便于数据传输、处理和存储等。按谐振元件的不同，谐振式传感器可分为振弦式、振筒式、振梁式、振膜式和压电谐振式等（见振弦式传感器、振筒式传感器、振梁式传感器、振膜式传感器、石英晶体谐振式传感器）。谐振式传感器首要用于丈量压力，也用于丈量转矩、密度、加速度和温度等。
以机械式谐振传感器为例，振子的谐振频率 可近似用下式表明：
式中：
──振子资料的刚度；
──振子的等效振荡质量。可见，振子的谐振频率
与其刚度
和等效振荡质量
有关。设其初始谐振频率为
，当振子受力或其间的介质质量等发生改动时，振子的等效刚度或等效振荡质量会发生改动，然后使其谐振频率发生改动。
要使振子发生振荡，就要外加激振力（激振元件），要丈量振子的振荡频率则需求拾振元件。由激振元件激起振子振荡，由拾振元件检测振子的振荡频率，别的将此信号经扩大后输送到激振元件中构成闭环体系，以坚持振子继续振荡。图1给出了谐振传感器的根本结构图：
图1中，由ERD组成的电—机—电谐振子环节，是谐振式传感器的中心；由ERDA组成的闭环自激环节，是构成谐振式传感器的条件；由RDO（C）组成的信号检测、输出环节，是完成检测被丈量的手法。
谐振式传感器的类型及其优缺陷
谐振式传感器的类型
谐振式传感器的品种许多，大体分为两类：一类是根据机械谐振结构谐振式传感器；另一类是MOS环振式谐振传感器。其间机械式谐振式传感器使用最广。机械式谐振传感器的振子能够有不同的结构方法，图所示为常见的a 张丝状、b 膜片状、c 筒状、d 梁状等，相应的有振荡弦式、振荡膜式、振荡筒式、振荡梁式等谐振传感器之分。
一般振子的资料选用比如铁镍恒弹合金等具有恒弹性模量的所谓恒模资料。但这种资料较易受外界磁场和周围环境温度的影响。石英晶体在一般应力下具有很好的重复性和最小的迟滞，其谐振子的质量要素Q值极高，并且不受环境温度影响，功能长时间安稳，因而选用石英晶体作为振子可制成功能愈加优秀的压电式谐振传感器。其振子一般选用振膜或振梁形状，但按振子上下外表形状它又分为e 扁平形、f 平凸形和g 双凸形三种，如图2所示。表1给出了各品种型机械式谐振传感器的优缺陷及使用领域。
谐振式传感器的优缺陷与使用领域
谐振式传感器的规划
谐振式传感器的振子是把被丈量的改动转化为频率改动的要害元件，它对传感器的精度、灵敏度和安稳性等有很大影响，因而对它的规划要求较高，首要可从下述几个方面进行考虑。
（1） 减小非线性
谐振式传感器的特性曲线简直都是非线性的。挑选适宜的作业点和最佳作业频段对减小非线性非常重要。为取得较高的丈量精度，有必要在转化电路中进行非线性校对。
（2） 进步灵敏度
可经过恰当挑选下面振子有关参数来进步灵敏度：密度、弹性模量、泊松比等资料物理特性参数；厚度、半径、长度等结构参数；初始谐振频率，预加载荷等。压电式谐振传感器采纳围压加载方法时，其灵敏度最高。
（3） 进步安稳性
首要，应挑选强度高、参数安稳的振子资料，如石英晶体，琴钢丝，铁镍横弹合金等；其次，应挑选Q值较大的振子，Q值越大，谐振频率的安稳性越高，传感器的作业也越安稳，抗外界搅扰的才干越强，其重复性也就越好；再次，要尽量进步资料的弹性极限，确保在最大载荷下，资料弹性变形为资料弹性极限的1/3～1/2以下；最终，结构上最好作成一体的，不然振子与其它部分的衔接有必要具有很强的抗滑才干。
（4） 减小温度差错
因为构成传感器的资料受温度影响，均将发生温度变形，形成输出信号的不安稳。为减小温度的影响，可采纳下面办法：选用零温度系数的资料，或温度系数稳定的资料，并且其弹性模量受温度影响小；选用线路补偿；采纳恒温办法；传感器规划成封闭体系，使传感器机械结构本身到达热补偿；对因温度改动而影响振子谐振频率改动的传感器部分，经过选取恰当的尺度和温度系数，坚持胀缩平衡。
谐振式传感器的使用
谐振式传感器因输出为频率信号而具有高精度、高分辨率、高抗搅扰才干、适于长距离传输、能直接与数字设备相衔接的长处；又因无活动部件而具有高安稳性和高可靠性，并或许制造出精度极高的传感器（现在能够做到精度超越万分之一）。它的缺陷是，要求资料质量较高，加工工艺杂乱，所以出产周期长，本钱较高；别的，其输出频率与被丈量往往是非线性联系，需进行线性化处理才干确保杰出的精度。
因为谐振式传感器有许多长处，已敏捷发展成为一个新的传感器宗族，可用于多种参数的丈量，例如压力、位移、加速度、扭矩、密度、液位等。谐振式传感器首要用于航空、航天、计量、气候、地质、石油等职业中。
