振弦式传感器动态测试机理研究.pdf

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1、2011年仪表技术与传感器2011第l2期InstrumentTechniqueandSensorNo．12振弦式传感器动态测试机理研究徐承军，常亚琼(武汉理工大学物流工程学院，湖北武汉430063)摘要：振弦式传感器具有抗干扰能力强、灵敏度高、易于远距离传输等优点，但是目前仅仅是利用静态测试技术，应用在岩土工程等领域。为了使其优越性得到充分发挥，扩大其应用领域，使其在港I：2起重机等领域得到广泛的应用，基于振弦式传感器静态测试技术的研究与分析，对振弦式传感器的动态测试机理进行了探索性的研究，构建了可用于动态测试的硬件原理框架，并编程实现了简单的采

2、集分析功能，为振弦式传感器用于动态测试提供了一个可行的方向。关键词：振弦式传感器；静态测试；动态测试；硬件框架中图分类号：TP212．1文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)12—0099—03Research0nDynamicTestingMechanismofVibratingWireSensorXUCheng-jun，CHANGYa·qiong(SchoolofLogisticsEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430063，China)Abstract：Although

3、vibratingwiresenorhasgoodanti—affectionresults，highsensitivityandperfectlong—rangetransportationefection，it'sjustappliedinconstructionengineeringinstatictestingmethod．Basedonanalysisandresearchtothestatictestingmethodofvibratingwiresensor，thispaperresearchedonthedynamictesting

4、methodofvibratingwiresensor，designedhardwareconfigurationandprogrammedtorealizesimplecollectingandanalyzingfunction．Itprovidedadirectionfortheapplicationofdy—namictestingmethodofvibratingwiretransducerinthefuture，SOastofullyexertitsadvantages，expanditsapplicationareatobeusedin

5、portcranes．Keywords：vibratingwiresensor；statictesting；dynamictesting；hardwareconfiguration0引言f—匮—

6、_、、振弦式传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、对电缆要求。一2，＼／Pd一2P低、结构简单、所测得的是频率信号而易于远距离传输等显著式中厂0为钢弦的谐振频率；L为钢弦的有效长度；A为钢弦的优点，受到了工程界的重视。然而由于振弦式传感器自身振横截面积为钢弦的密度；为钢弦两端的初始张紧力；为动机理的特殊性，进行上一次激励与采集之后，振弦仍在振动钢弦的初始应变。

7、状态，倘若此时进行下一次激励，则既可能增强振弦的振动，又当未对传感器施加外力时，钢弦仅受初始张紧力的作可能减弱振弦的振动。因此，目前工业领域主要是运用振弦式用，而在有脉冲激励的条件下，钢弦开始谐振，输出初频fo；当传感器做静态测试，即振弦完全静止下来之后再进行下一次激对传感器施加外力F时，则传感器壳体就会发生相应的拉伸或振与拾振，不能实时地连续不断地采集信号。虽然目前利用双压缩，使钢弦所受的张紧力增加或减少，这时钢弦的谐振频率线圈振弦传感器已经实现了动态测试，但是由于两个线圈在振也随之增大或者减小。因此，只要测得钢弦的谐振频率，，则即弦侧边布置位置

8、的限制，双线圈动态测试技术会产生较大的倍可得到相应被测的力F，两者的关系为频干扰，对测量结果的精度影响很大，使传感器不能正常工作。F=4一)(2)为了消减倍频，产生可靠的基频振动，则必须增加弦长，如此传在振弦式传感器的应用中，影响传感器精度的主要误差来感器的体积就会很大，成本也会大大增加。因此，单线圈振弦源是温度变化。温度的变化会造成被测件与传感器壳体的热传感器动态测试机理的实现，将会使其应用领域得到极大扩胀冷缩，从而影响钢弦的受力，对传感器采集的数据产生影响。展。在实际应用中，必须考虑温度变化对传感器测量精度的影响。1振弦传感器的工作原理温度误差

9、的大小是由零点误差(在空载情况下由于温度的变化振弦传感器由弹性形变外壳、钢弦、紧固夹头、激振和拾振引起的输出读数的改变)和