[實用新型]一種多通道振弦讀數儀

有效

• 申請號: 201320161699.0
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN203203705U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 曾國強;陳明飛
• 申請（專利權）人: 成都市西創科技有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

技術領域

本實用新型涉及一種地質監測儀，尤其涉及一種多通道振弦讀數儀。?

背景技術

現有的振弦式傳感器具有結構簡單，堅固耐用，抗干擾能力強，測值可靠，精度與分辨力高和穩定性好等優點。其輸出為頻率信號便于遠距離傳輸?？梢灾苯优c微機接口因而在土木、水利、礦山等領域得到廣泛運用振弦式傳感器的一般工作原理是鋼弦放置在磁場中用一定方式對鋼弦加以激振后鋼弦將會發生共振，共振的弦線在磁場中作切割磁力線運動。因此，可以在拾振線圈中感應出電勢感應電勢的頻率就是振弦的共振頻率。由力學原理可知，鋼弦的共振頻率與弦線所承受的張力或拉力具有函數關系，其張力或拉力與傳感器所承受的壓力或位移成線性關系。因此測得振弦的共振頻率即可求出待測物理量（壓力或位移）這類傳感器有兩種形式:一種是雙線圈,一種是激振線圈。激振振弦讓弦振動起來另一只是拾振線圈，它是能把振弦的機械振動轉換為同頻率的感應電動勢的裝置。?

另一種是單線圈，這種傳感器激振線圈和拾振線圈為同一個線圈，激振和拾振分時進行，先激振后拾振。單線圈振弦式傳感器使用?中主要解決兩個問題：第一激振方法：即用什么方法使振弦振起來。第二拾振方法：包括拾振線圈中的微弱電動勢的拾取得到電動勢的頻率和頻率量測量兩部分。如果要使單線圈振弦式傳感器被激勵振動起來測量電路需要間斷地饋送電流給傳感器的激振線圈。?

不管哪種振弦式傳感器其內部固有頻率都會受到溫度的影響而發生變化，因此大多數振弦式傳感器內部都封裝有熱敏電阻，而振弦讀數儀則可以精確測量該熱敏電阻的阻值換算為溫度，再通過溫度補償公式消除溫度的影響，從而提高振弦傳感器的測量精度。?

現有技術都是通過間歇激振方法和掃頻激振方法?

間歇激振方法：?

如圖1a和圖1b所示，根據間歇激發的原理，激振電路必須間斷地饋送電流給傳感器的激勵線圈，使振弦不斷地激發起振。一般可用一張弛振蕩器或多諧振蕩器和繼電器控制電源開關來實現。繼電器在線圈通電時，將傳感器與電源接通，這時電源提供電流給傳感器的激振線圈，使磁鐵吸住振弦，當繼電器的線圈失電時傳感器與電源斷開與拾振電路相接，激振電流消失，電磁鐵松開振弦，這樣一吸一松，振弦產生自由振動。忽略空氣的阻尼，振弦振動的頻率即為振弦的固有振動頻率這種間歇激振電路較為復雜，并且要使用電磁繼電器，電磁繼電器的體積大、功耗大、機械觸點工作可靠性欠佳，振蕩器的振蕩頻率調節范圍不大并且調節不能在線自動實現，從而使振弦起振有時較困難。?

掃頻激振方法?

如圖2a和圖2b所示，掃頻激振技術就是用一串連續的頻率信號掃描輸出去激勵振弦傳感器的激振線圈。當信號的頻率和振弦的固有頻率相接近時，振弦能迅速達到共振狀態，可靠起振，振弦起振后，它在線圈中產生的感應電勢的頻率即是振弦的固有頻率由于激勵信號的頻率容易用軟件方便控制，所以只要知道振弦固有頻率的大致范圍。一般來說，對一種已知的傳感器其固有頻率的大致范圍是確定的，就用這個頻率附近的激勵信號去激發它，就能使振弦很快起振。?

發明內容

為解決上述中存在的問題與缺陷，本實用新型提供了一種多通道振弦讀數儀。所述技術方案如下：?

一種多通道振弦讀數儀，包括：振弦傳感器頻率信號測量單元和高精密熱敏電阻測量電路；?

所述振弦傳感器頻率信號測量單元包括：低壓電源變換電路、高壓電源變換電路、對多個振弦傳感器輪流激振的多通道振弦激振切換開關、多路前置信號處理保護電路、多路模擬選擇開關、差分儀表放大器、多級有源帶通濾波放大器、高速比較器及測頻模塊；所述低壓電源變換電路、高壓電源變換電路、對多個振弦傳感器輪流激振的多通道振弦激振切換開關、多路前置信號處理保護電路、多路模擬選擇開關、差分儀表放大器、多級有源帶通濾波放大器、高速比較器和測頻模塊順次連接；?

所述高精密熱敏電阻測量電路包括基準源、精密恒流源、多路低值模擬開關、高頻儀表放大器及可編程增益ADC，所述高精密熱敏電阻測量電路包括基準源、精密恒流源、多路低值模擬開關、高頻儀表放大器及可編程增益ADC順次連接；所述可編程增益ADC還與測頻模塊連接。?

本實用新型提供的技術方案的有益效果是：?

可實現多通道的振弦連續測量，提高了在生產中的實用性；?

可測量振弦信號的頻率精度較高，可滿足精密測量的需求；?

具備溫度測量的功能，能夠進行在線溫度補償，抵消振弦本身由于溫度變化帶來的固有頻率漂移的影響，大大提高了檢測精度；?

設計簡單、成本低廉，可滿足大量傳感器應用的場合。?

附圖說明