[發明專利]一種低功耗振弦傳感器及其激勵檢測方法

有效

• 申請號: 201610619720.5
• 申請日: 2016-08-01
• 公開（公告）號: CN106289034B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 陳建勛;劉欽;羅彥斌;黃沛;高文武
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/16
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司61100
• 代理人: 李中群

1.一種低功耗振弦傳感器的激勵檢測方法，所述的低功耗振弦傳感器包括振弦、線圈和傳感器殼體，所述的振弦固定在傳感器殼體的兩端，線圈設置在振弦的中部，對振弦產生激勵并檢測振弦的振動，該低功耗振弦傳感器還包括激勵電路單元、拾振電路單元和主控單元；

所述的激勵電路單元通過線圈為振弦起振提供電信號；

所述的拾振電路單元通過線圈獲取振弦的頻率信號；

所述的主控單元包括預振模塊、復振模塊、頻率檢測模塊和信號處理模塊，所述激勵電路單元的輸出端與預振模塊的輸入端、復振模塊的輸入端電聯接，所述拾振電路單元的輸出端與頻率檢測模塊的輸入端電聯接，所述預振模塊的輸出端、復振模塊輸出端和頻率檢測模塊的輸出端分別與信號處理模塊電聯接；

所述的信號處理模塊記錄有效的復振頻率信號，同時控制傳感器的激勵檢測流程，使傳感器在穩態和非穩態兩種模式下工作，并根據記錄的有效復振頻率值，計算得到下一次穩態工作模式時復振模塊輸出的激勵頻率值；

所述的非穩態工作模式按照預振—預振檢測—復振—復振檢測步驟進行；所述的穩態工作模式按照直接復振—復振檢測步驟進行；

其特征在于，包括以下步驟：

[1]傳感器安裝調試完畢后，前n次檢測時，信號處理模塊控制傳感器按照預振—預振檢測—復振—復振檢測的非穩態模式工作，其中預振的激勵信號為脈寬t1的單脈沖電信號，預振檢測的頻率為F_i，復振的激勵信號為振蕩頻率F_i、脈寬t2的電信號，復振檢測頻率f_i為該次測量的結果，其中n和i均為正整數，i為測量第次；

[2]當i>n時，傳感器按照直接復振—復振檢測的穩態模式工作，其中復振激勵信號的脈寬為t2，激勵頻率F_i按照前n次測量得到頻率值的移動平均值取數：F_i＝(f_i-n+……+f_i-2+f_i-1)/n，并獲得該次的頻率測量結果為f_i；

[3]如果步驟[2]中檢測得到的復振頻率超出傳感器的工作范圍，或者復振信號值弱至難以正常檢測，則該次測量無效，傳感器按照預振—預振檢測—復振—復振檢測的非穩態模式工作，否則傳感器按照直接復振—復振檢測的穩態模式工作；

[4]每次測量完畢后，記錄該次的測量頻率值f_i用于后續激勵電信號頻率的計算。

2.根據權利要求1所述的低功耗振弦傳感器的激勵檢測方法，其特征在于：所述的預振激勵脈寬t1和復振激勵脈寬t2，根據對傳感器的標定實驗得到。

3.根據權利要求1所述的低功耗振弦傳感器的激勵檢測方法，其特征在于：n＝10、20或50。

4.根據權利要求1所述的低功耗振弦傳感器的激勵檢測方法，其特征在于：所述的預振激勵脈寬t1為100-200ms，復振激勵脈寬t2為200-500ms。