[發(fā)明專利]用于鋼構彈性角檢測的微角位移傳感器及其測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810096885.4
• 申請日: 2008-05-08
• 公開（公告）號: CN101275858A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙亮;趙志忠
• 申請（專利權）人: 無錫康華鋼構安全監(jiān)測科技有限公司
• 主分類號: G01D5/243
• 分類號: G01D5/243;G01B7/30
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 曹祖良

1、一種用于檢測鋼構彈性角的金屬弦式脈沖輸出型的角微位移傳感器，其特征在于：一根金屬弦(I)的一端被固定在參考端點(A)上，并通過連接臂(C)與采樣部(E)的一端相連；金屬弦(I)的另一端被固定在可微移動的采樣端點(B)上，并通過對應的連接臂(D)與采樣部(E)的另一端相連，采樣部(E)與輔助器(K)相接。

2、如權利要求1所述用于檢測鋼構彈性角的金屬弦式脈沖輸出型的角微位移傳感器，其特征還在于：用于檢測金屬弦(I)振動狀態(tài)的共振器(Y)的一端與檢波器(X)相連接，共振器(Y)的另一端與驅動器(Z)的一端相連接；用于提取共振器(Y)電信號的檢波器(X)的一端與驅動器(Z)的另一端相連接，同時檢波器(X)的這一端作為輸出與外電路連接；檢波器(X)、共振器(Y)和驅動器(Z)將機械共振量轉換為共振頻率電量。

3、一種用于檢測鋼構彈性角的金屬弦式脈沖輸出型的角微位移傳感器的測量方法，其特征在于：傳感器的金屬弦(I)被固定在參考端點(A)和可微移動的采樣端點(B)之間，參考端點(A)的連接臂(C)和采樣端點(B)的連接臂(D)被固定在采樣部(E)的上面，并與輔助器(K)緊密配合，輔助器(K)的兩端直接與被檢測的鋼構彈性角兩端延長的鋼構臂(H)和鋼構臂(J)相連，檢測金屬鋼構彈性角(Φ)的采樣部分，金屬弦(I)和參考端點(A)、采樣端點(B)在工藝上緊密配合；在采樣部(E)的下面連接被測角探針(M)，所述被測角探針(M)在測量時起定位作用；所述金屬弦(I)、采樣部(E)并與輔助器(K)構成角微位移三角探測敏感部分；

當無外力(F)作用于被測金屬鋼構彈性角(Φ)相連的兩端延長鋼構臂(H)和鋼構臂(J)時，角微位移三角探測敏感部分不發(fā)生金屬形變的角微位移，因而探測金屬鋼構彈性角(Φ)變化的角微位移三角探測敏感部分也沒有感知金屬鋼構彈性角(Φ)的變化量，此時金屬弦(I)在配合角微位移三角探測敏感部分，保持著基本靜態(tài)角張力(F₂)，這個基本靜態(tài)角張力(F₂)決定了金屬弦(I)固有靜態(tài)振動的頻率(f_2機)、共振器(Y)的電氣選聘頻率(f₂電)和驅動器(Z)的電氣激勵頻率(f_2驅)；

當外力(F)作用于被測金屬鋼構彈性角(Φ)時，作用于相連兩端延長鋼構臂(H)和鋼構臂(J)上，并傳遞給角微位移三角探測敏感部分，該部分將發(fā)生金屬彈性角形變的角微位移變化量(±ΔΦ)，同時也使得輔助器(K)長度的線位移也發(fā)生(±ΔL)的線微位移變化量，用于探測金屬鋼構彈性角變化的角微位移三角探測敏感部分感知到金屬鋼構彈性角(Φ±ΔΦ)的變化量，此時金屬弦(I)在配合角微位移三角探測敏感部分時，金屬弦(I)的共振頻率高速響應動態(tài)角張力(F₂±ΔF)的變化，這個動態(tài)變化的角張力(F₂+ΔF)決定了金屬弦(I)動態(tài)振動的頻率(f_2機±Δf_機)、共振器(Y)的電氣選聘頻率(f_2電±Δf_電)和驅動器(Z)的電氣激勵頻率(f_2驅±Δf_驅)的變化。

4、如權利要求3所述用于檢測鋼構彈性角的金屬弦式脈沖輸出型的角微位移傳感器的測量方法，其特征在于：用于檢測金屬弦(I)動態(tài)振動的頻率(f_2機±Δf_機)的共振器(Y)的輸出端與檢波器(X)的輸入端相連，以完成金屬弦(I)的固有機械振動頻率信號(f_2機±Δf_機)向電頻率信號(f_2電±Δf_電)的轉換；檢波器(X)的輸出端與驅動器(Z)的輸入端相連，在其電氣激勵頻率(f_2驅±Δf_驅)的驅動下，使得金屬弦(I)獲得振動所需要的能量，并使金屬弦(I)固有振動的頻率(f_2機±Δf_機)與諧波驅動電磁分量中的共振點響應；檢波器(X)輸出的另一路，作為本傳感器電氣頻率變量響應的輸出。