[發(fā)明專利]一種單線圈振弦傳感器的激振電路及其測量電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910361191.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110057473B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李芳苑
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 涂春春

本發(fā)明公開了一種單線圈振弦傳感器的激振電路，包括單線圈振弦傳感器、起振電路和反饋電路，本發(fā)明公開了一種單線圈振弦傳感器的測量電路，包括單線圈振弦傳感器的激振電路和信號處理電路。優(yōu)點(diǎn)：本單線圈振弦傳感器的激振電路及其測量電路不僅能使單線圈振弦傳感器的振蕩幅度不變而且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量，提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確度和時效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振弦傳感器測量領(lǐng)域，具體為一種單線圈振弦傳感器的激振電路。

背景技術(shù)

振弦傳感器基于鋼弦自振頻率隨張力變化而變化的工作原理，根據(jù)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生電流電壓的電磁感應(yīng)原理，獲得輸出頻率測量信號，具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、抗干擾能力強(qiáng)，適合長距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，被廣泛運(yùn)用與大壩、橋梁、地鐵、煤礦、基坑等工程安全監(jiān)測。

振弦傳感器一般分為單線圈振弦傳感器、雙線圈振弦傳感器。本發(fā)明主要涉及單線圈振弦傳感器。目前現(xiàn)有技術(shù)的單線圈振弦傳感器測量的工作過程分為三步：

(1)傳感器激振信號產(chǎn)生：當(dāng)前市場上的振弦傳感器的激振信號的獲取一般采用充電電容的方式獲得所需的電壓；

(2)激勵振弦傳感器做自由振蕩：充電電路斷開，電容作為儲能元件對振弦傳感器進(jìn)行放電激勵，使振弦傳感器做自由振蕩；電容放電過程中，能量釋放的越來越少，導(dǎo)致振弦傳感器振蕩幅度越來越小，從而易導(dǎo)致測量電路檢測不到振蕩信號或檢測的振蕩信號不準(zhǔn)確，故現(xiàn)有技術(shù)中的測量電路僅檢測剛開始振蕩的信號；電容放電結(jié)束后，需進(jìn)行充電，此時振弦傳感器需等待電容充滿電放電時才會再次做自由振蕩；

(3)信號的拾取和處理：鋼弦在自由振蕩時，切割磁力線產(chǎn)生電流電壓輸出基礎(chǔ)信號；基礎(chǔ)信號經(jīng)過整流、濾波、運(yùn)放電路的信號處理后，計算芯片對處理信號進(jìn)行計算分析，得出振蕩頻率。

可見，在整個過程中，現(xiàn)有技術(shù)中單線圈振弦傳感器是以一種升壓、激振、測量的間斷檢測方法進(jìn)行測量，故測量數(shù)據(jù)為離散型數(shù)據(jù)，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對背景技術(shù)中提及的現(xiàn)有技術(shù)中單線圈振弦傳感器的振蕩幅度會隨電容放電而逐漸減小，且不能連續(xù)振蕩的技術(shù)問題。

本發(fā)明提出一種單線圈振弦傳感器的激振電路，能使單線圈振弦傳感器的振蕩幅度不變且能實(shí)現(xiàn)連續(xù)振蕩。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種單線圈振弦傳感器的激振電路，包括：

單線圈振弦傳感器；

起振電路，所述起振電路連接所述單線圈振弦傳感器；

反饋電路，所述反饋電路連接所述起振電路，所述反饋電路放大所述起振電路的輸出信號，所述反饋電路連接所述單線圈振弦傳感器。

進(jìn)一步地，所述反饋電路包括變壓器T1和三極管T2，所述變壓器T1的初級線圈一端連接電源，所述變壓器T1的初級線圈另一端連接三極管T2的集電極，所述變壓器T1的次級線圈的一端接地，所述變壓器T1的次級線圈的另一端連接所述起振電路的輸出端，所述三極管T2的基極連接所述起振電路的輸出端，所述三極管T2的發(fā)射極接地。反饋電路中采用變壓器，變壓器的輸入端連接起振電路的輸出端，變壓器的輸出端連接單線圈振弦傳感器，變壓器不僅可以放大起振電路的輸出信號，同時變壓器作為儲能元件，在電容放電結(jié)束進(jìn)行充電時為單線圈振弦傳感器提供信號，使其繼續(xù)保持振蕩。