单线圈光电式振弦传感器测频系统的设计.pdf

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1、第23卷第1期传感技术学报Vo1．23No．12010年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2010ResearchofFrequencyMeasurementSystemonVibratingWireSensorsofSingle-CoilandPhototubeJIANGYinping，ZHAOHuichao，ZHAOXinhua，QIANZhenyang(＼Tia咖njin研University，幻Tianjin30—0072，China～)。眦，鼬En舰mn如)JAbstract

2、：Byresearchingthecharacteristicsandengineeringapplicationsofvibratingwiresensors，thevibratingwiresensorsofsingle—coilandphototubeisdesignedbyaninnovativemethod．Inthemeantime，avibratingwiresensor’sexcitation，pick-upandfrequencymeasurementsystemisdesignedbyanewway．Thevib

3、ratingwiresensorsisexcit—edbysingle—coilstructureandthevibrationsignalwillbefeedbackthroughthephototubeandMCU．Thisstructurenotonlysimplifythehardwarecircuit，butalsosolvetheproblemofelectromagneticinterferencewhichgeneratedbytheCOUrs~offrequency’sexcitationandpick—up．im

4、provethemeasurementaccuracyandstabilityoffrequency．Theapplicationofsweeping~equencymakesthevibrationwirestart—upmorestableandreliable．Keywords：vibratingwiresensors；oscillation；~equencymeasurementsystem；safeearlywarningEEACC：7230；7230C；7310单线圈光电式振弦传感器测频系统的设计术姜印平，赵会超，赵新华

5、，钱振洋(天津市过程检测与控制重点实验室天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：在对振弦传感器的特性和工程应用进行研究的基础上，创新的设计了一种单线圈光电式振弦传感器，同时给出了相应的激振、拾振和测频系统的设计。振弦传感器采用单线圈电磁激振方式，应用光电管结合MCU进行振动信号反馈，不但简化了硬件电路，而且解除了激振和拾振中电磁干扰问题，提高了测量的精度和稳定性。激振中采用的扫频技术也使振弦的起振更加稳定可靠。关键词：振弦传感器；激振；测频系统；安全预警中图分类号：TN274．5文献标识码：A文章编号：1004—169

6、9(2010)O1一O028—06随着国家经济建设事业的发展，各种大型钢构圈式振弦传感器也做激振线圈)中磁通量的变化产建筑越来越多。保障这些大型钢构建筑安全运营，生感应电动势。通过拾取线圈中的感生电动势来获对钢构建筑安全状况进行预警和监测具有重要意得振弦的固有频率值，从而完成一次测量引。对义⋯。工程应用中的环境条件一般比较恶劣，对传于单线圈式振弦传感器，由于激振和感应采用同一感器的可靠性和长期稳定性要求很高。振弦式个线圈，根据楞次定律可知，激振结束的瞬间，线圈传感器输出的是振弦自振频率讯号，因此具有抗干会产生一个感应电动势，显然这个

7、电动势的存在会扰能力强、受温度影响小、零飘小、受电参数影响小、影响测量精度J。加之感应电动势的幅值通常很性能稳定可靠、寿命长等特点，能适应在恶劣环境中小，容易受外界的电磁杂波的影响而淹没在噪声当长期观测，并能远距离测量。中。如果不能很好地解决干扰问题，测量结果的准传统振弦传感器在测量时，采用的方式一般是确性是很难保证的。靠弦在振动时切割磁力线引起感应线圈(对于单线为解决上述问题我们设计了单线圈光电式振弦项目来源：天津市过程检测与控制重点实验室项目资助收稿日期：2009—08—12修改日期：2009—11—03第1期姜印平，赵会超等：

8、单线圈光电式振弦传感器测频系统的设计29传感器。传感器的激振部分仍采用电磁方式，而拾长度Z，弦的横截面积s，体密度P及弹性模量E也振部分则采用光电管感应振弦振动产生电信号，实随之确定。所以由于待测物理量的作用使得弦长有现机械振动到电信