[發明專利]消除回路累積電能的振弦傳感器頻率檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201610537794.4
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106154033B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 沈瑞昕;歐怡凡
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G01R23/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

技術領域

本發明涉及一種檢測裝置及檢測方法，尤其是涉及一種消除回路累積電能的振弦傳感器頻率檢測裝置及檢測方法。

背景技術

振弦式傳感器是頻率型傳感器,它利用振弦的振動頻率隨其所受壓力的改變而改變的特性,通過測量振弦的振動頻率從而經換算得到相應的被測壓力。因為該種傳感器具有長期的穩定性、可靠性、耐久性、抗干擾能力強,與CPU接口簡單以及便于自動化測量等優點,所以廣泛應用于橋梁、大壩等工作環境惡劣而技術要求又很高的安全檢測地點。

振弦式傳感器頻率檢測方法主要有高壓脈沖激勵法和低壓掃頻法，高壓脈沖激勵法因其檢測速度快而使用廣泛，但其由于輸出信號微弱，連續測量過程中因檢測回路存在分布電容和電感等儲能元件，而高壓激勵脈沖具有單向性，隨著檢測次數的增加，檢測回路的分布電容和電感上的電能逐漸累積，導致高壓激勵脈沖無法加載至待檢測振弦傳感器的激振線圈，從而傳感器激振失敗，待檢測振弦傳感器的頻率無法檢測出。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種連續測量精度高,穩定性和可靠性好的一種待檢測振弦傳感器頻率檢測裝置及檢測方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種消除回路累積電能的振弦傳感器頻率檢測裝置，包括：依次連接的倒向電路、待檢測振弦傳感器、放大濾波電路、整形電路、以及CPU；高壓激勵電路通過升壓電路連接后與CPU相連；CPU通過一周期性放電電路后與高壓激勵電路相連；所述高壓激勵電路還與倒向電路連接。

本發明具有：

1、在每次傳感器激振測量完成后，CPU控制放電電路以最大程度地泄放電感和分布電容上的儲存電荷；

2、相鄰兩次激振測量時加載到待檢測振弦傳感器上的激勵電壓的極性相反。如本次Ea>Eb,則下次激勵測量時是Eb>Ea。如此激勵，則電感和分布電容上的殘余電荷就不會影響激勵電壓對傳感器的激振。

在上述的消除回路累積電能的振弦傳感器頻率檢測裝置，所述周期性放電電路包括：繼電器J1、繼電器J2，電阻R1，電阻R68，三極管Q4；所述繼電器J1的中間觸點與整個電路的模擬地連接，繼電器J2的中間觸點與高壓激勵電路的輸出連接(即附圖6的Vb)，J1的常閉觸點與J2的常開觸點連接后再與振弦傳感器的一個輸出端鏈接，J1的常開觸點與J2的常閉觸點連接后再與振弦傳感器的另一個輸出端鏈接，電阻R1的一端與繼電器J2的中間觸點連接，R1的另一端與三極管Q4的集電極連接，三極管Q4的發射極與整個電路的模擬地連接，三極管Q4的基極與電阻R68的一端連接，電阻R68的另一端與CPU的控制輸出連接(附圖6的S4)。

在上述的消除回路累積電能的振弦傳感器頻率檢測裝置，所述倒向電路包括：瞬變抑制二極管TV1、電阻R14、電阻R15、三極管Q1以及三極管Q2；所述抑制二極管TV1兩端與待檢測振弦傳感器輸出端并聯連接，繼電器J1的中間觸點與整個電路的模擬地連接，繼電器J2的中間觸點與高壓激勵電路的輸出連接(即附圖5的Vb)，J1的常閉觸點與J2的常開觸點連接后再與振弦傳感器的一個輸出端鏈接，J1的常開觸點與J2的常閉觸點連接后再與振弦傳感器的另一個輸出端鏈接，繼電器J1線包的一端與5V電源連接，另一端與三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的發射極與電路的地連接，三極管Q1的基極與電阻R15的一端連接，電阻R15的另一端與CPU的控制端S2連接。

在上述的消除回路累積電能的振弦傳感器頻率檢測裝置，所述放大濾波電路包括：放大器U2A、放大器U2B、放大器U2C、放大器U2D；以及分別連接在放大器U2A、放大器U2B、放大器U2D上的外圍拓撲；

放大器U2D的外圍拓撲包括：電阻R2、電阻R3、電阻R12、三極管Q7、雙向二極管V1、以及電容C1；所述三極管Q7基極接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接CPU的控制輸出S6，三極管Q7的發射極連接電源5V，三極管Q7的集電極與電阻R2的一端及雙向二極管V1的3腳連接，雙向二極管V1的2腳與電阻R3一端及放大器U2D的同相輸入端連接，雙向二極管V1的1腳與電路的地連接，電阻R3的另一端與電阻R2的另一端連接，放大器U2D的反向輸入端與其輸出端連接，構成輸入同相跟隨電路，這樣可提高輸入阻抗，起到傳感器的阻抗變換作用。