基于振弦式传感器的超高层建筑应力测量系统设计.pdf

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1、基于振弦式传感器的超高层建筑应力测量系统设计吴小建王佳玮徐技黄海左自波沈1．上海建工集团股份有限公司上海200080；2．上海西派埃自动化仪表工程有限责任公司上海201612摘要：对超高层建筑关键构件的应力进行长期监测是建筑管理与维护领域的重要内容。基于电阻应变片型传感器的应力测量系统存在抗干扰性差、长期零点不稳定的问题，研制了基于振弦式传感器的应力测量系统，它具有稳定性好、测量精度高等特点。系统主要由传感器测控电路以及无线通信模块组成，由软件负责实现激振、测频和温度补偿。测试和现场运行表明：其性能完全能满足建筑

2、构件应力的长期监测要求。关键词：建筑应力测量；振弦式传感器；激振；测频；温度补偿、中圈分类号：TU19文献标志码：BD0l：10．141444．cnki．jzsg．2016．04．042DesignofStressMeasurementSystemBasedonVibratingWireSensorforSuperHigh-RiseBuildingWUXiaojian’WANGJiaweiXUTao2HUANGHalZUOZibo’SHENRong’1．ShanghaiConstructionGroupCo．，L

3、td．Shanghai200080；2．ShanghaiSIPAIAutomaticInstrumentEngineeringCo．，Ltd．Shanghai201612Abstmct：Thelong-termmonitoringofstressforthekeycomponentsofsuperhigh—risebuildingisanimportantsubjectInthefieldofconstructiOnmanagementandmaintenance．Becauseofsomeproblemslik

4、epooranti—interferenceandunstablezeropoint=foralongtime，instressmeasummentsystembasedonresistancestraingaugesensor,anewkindofstressmeasurementsystembasedonVibratingwiresensorhasbeendevelopedwithitsgoodstability,highmeasuringprecision，etc．Thesystemmainlyconsis

5、tsofsensorcontrollingcircuitandwirelesscommunicationmodule，whilethesoftwareiSresponsibleforimplementationofvibration。frequencymeasurementandtemperaturecompensation．TestandfieldoperationshowthattheperformanceofthesaidsystemcanfuIlymeettherequirementsoflong-ter

6、mmonitoringofbuildingcomponentstress．Keywords：stressmeasurementofbuilding；vibratingwiresensor；vibration；frequencymeasurement；temperaturecompensation0引言器的驱动电路和信号检测电路设计、系统软件工作流程以超高层建筑在运营期间，其结构长时间受到环境作及无线通信模块组成。用(主要为水平风力作用)，对建筑关键构件的应力进行监测，分析其受力状况和工作状态是建筑管理与维护领域1

7、振弦式传感器一项重要内容[】】。应力测量常采用电阻应变片型传感器实振弦式传感器由受力弹性形变外壳(或膜片)、钢现，该类传感器抗干扰性差、长期零点不稳定，在现场环弦、紧固夹头、激振和接收线圈等组成，如图1所示。钢境中往往难以满足要求。本文涉及的振弦式传感器基于金弦自振频率与张紧力的大小有关，在振弦几何尺寸确定之属弦的振动频率随张力变化的工作原理，具有抗干扰能力后，振弦振动频率的变化量，即可反映受力的大小。强、性能稳定可靠、寿命长等特点，非常适合超高层建筑应力的长期监测应用。本文主要介绍振弦式传感器的结构和工作原理、

8、传感图1振弦式传感器结构工作时开启电源，线圈带电激励钢弦振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势，由接收线圈2016．4．BuildingConst、rcti田吴小建王佳玮徐技黄海左自波沈蓉：基于振弦式传感器的超高层建筑应力测量系统设计送入放大器放大输出，同时将输出信号的一部分反馈到激的基极，经过三极管电流放大输出驱动振弦式传感器的线励线圈，保持钢弦的振动，这