一种振弦采集仪自适应扫频激振方法.pdf

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1、2016年仪表技术与传感器2016第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2一种振弦采集仪自适应扫频激振方法王大涛，滕德贵，胡波(重庆市勘测院，重庆400020)摘要：针对现有振弦采集仪由于低压扫频过程持续时间长而导致工作可靠性差的问题，提出了一种自适应扫频激振方法，通过调整扫频脉冲序列的递增步长将激振过程分为预扫频激振与复扫频激振两个阶段，基于反馈策略实现了在传感器工作参数未知下的自适应扫频激振。其中，复扫频激振基于预扫频激振反馈数据自适应设定扫频工作范围，并减小扫频脉冲序列的递增步长以提高测量精度。同时，为提高

2、了测量数据的准确性，进行了扫频激振的可靠性检验。实验证明了文中方法的有效性。关键词：振弦传感器；自适应；扫频激振；测频；可靠性检验中图分类号：TP274．2文献标识码：A文章编号：1002—1841(2016)02—0103一o4AdaptiveSwept—FrequencyExcitingMethodforVibratingWireAcquisitionInstrumentWANGDa—tao，TENGDe—gui，HUBo(ChongqingSurveyInstitute，Chongqing400020，China)Abstract：Ai

3、mingatthereliabilityproblemledbythelongdurationofswept一~equencyexcitationintheexistingVWsensordataacquisitioninstrument，anadaptiveswept一~equeneyexcitingmethodwasproposed，whichdividestheexcitingprocessintopre-excitingphaseandpost—excitingphasebyadjustingtheincrementstepofswe

4、pt—frequencysequence．Withthefeedbackstrategy，a-daptiveexcitationforVMsensorwasachievedwithoutthesensorworkingparameters．Todothis，theswept—frequencyrangeofpost—excitingphasewasadaptivelysetbasedonthefeedbackdataofpre-excitingphase，andtheswept一~equencyincrementstepwasre—duced

5、toimprovethemeasurementprecision．Moreover，thereliabilityofswept一~equencyexcitationwastestedtoimprovetheaccu-racyofmeasurementdata．Theeffectivenessoftheproposedmethodisprovedbyexperimentresults．Keywords：vibratingwiresensor；adaptive；swept一~equencyexcitation；~equencymeasuremen

6、t；reliabilitytesting0引言用低压拨弦的方式激振，并在预拾振测频数据的基础上复激振振弦传感器可用于建筑体压力、沉降、渗压、变形等物理量传感器振弦，测量获得振弦的共振频率，这种低压拨弦激振的的监测，是工程质量与健康监测中应用较广泛的一类传感器，方式由于激振电压较低不能保证每次都可靠地激振传感器振其二次仪表为振弦采集仪，将传感器输出信号量转换为通用接弦，降低了设备工作的可靠性。口的数字信号量，以便于数据的存储与分析。针对现有振弦采集仪因扫频激振时间长而导致传感器信现有振弦式采集仪大部分基于低压扫频激振工作原理设号无法测量的问题，

7、本文基于反馈策略提出了一种自适应扫频计，相比于传统的高压拨弦激振工作方式，具有触发传感器输激振方法，通过改变扫频脉冲序列递增步长将激振过程分为预出信号幅值大、持续时间长、测量精度高的特点。扫频激振与复扫频激振两个阶段，通过两个阶段扫频激振实现但是，采用低压扫频技术激振传感器振弦处于共振状态在传感器工作参数未知情况下的自适应扫频激振。此外，还在后，振弦做有阻尼振荡运动，其输出信号幅值逐渐衰减，持续时对传感器输出信号频率数据分析处理的基础上，检验传感器激间有限。因此，全频段扫频激振由于扫频激振持续时间长，相振的可靠性，提高测频数据的准确性。对缩短

8、了拾振测频时间段，从而导致传感器输出信号不宜测1振弦采集仪工作原理量]，降低了振弦采集仪工作的可靠性。李闪根据传感器类型振弦式传感器主要由振弦、激振与拾振线圈、保护