詳解振弦傳感器的基本概念

基本概念

振弦傳感器：(vibrating wire sensor)是以拉緊的金屬鋼弦作為敏感元件的諧振式傳感器。當(dāng)弦的長(zhǎng)度確定之后，其固有振動(dòng)頻率的變化量即可表征鋼弦所受拉力的大小。根據(jù)這一特性原理，即可通過(guò)一定的物理(機(jī)械)結(jié)構(gòu)制作出測(cè)量不同種 類(lèi)物理量的傳感器(如：應(yīng)變傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等)，從而實(shí)現(xiàn)被測(cè)物理量與頻率值之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)測(cè)量頻率值變化量來(lái)計(jì)算出被測(cè)物理量 的改變量。

振弦傳感器采集讀數(shù)模塊：指針對(duì)振弦傳感器的特性而設(shè)計(jì)的傳感器激勵(lì)、讀數(shù)模塊。具有集成度高、功能模塊化、數(shù)字接口的一系列特性，能完成振弦 傳感器的激勵(lì)、信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量評(píng)估等專(zhuān)用針對(duì)性功能，進(jìn)行傳感器頻 率和溫度物理量模數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而通過(guò)數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。振弦傳感器讀數(shù)模塊 是振弦傳感器與數(shù)字化、信息化之間的核心轉(zhuǎn)換單元。

激勵(lì)：也稱(chēng)為“激振”，是振弦類(lèi)傳感器頻率數(shù)據(jù)獲取的必須過(guò)程，僅當(dāng)傳感器收 到合適的激勵(lì)信號(hào)后才能產(chǎn)生自振，而僅當(dāng)振弦傳感器產(chǎn)生自振后才能輸出頻率信 號(hào)，進(jìn)一步的，讀數(shù)電路會(huì)檢測(cè)并讀取振弦傳感器的自振信號(hào)，才能通過(guò)計(jì)算得到 振動(dòng)頻率值。振弦傳感器的激勵(lì)信號(hào)(能夠使傳感器產(chǎn)生自振的外部信號(hào))一般分 為兩類(lèi)，一類(lèi)為高壓短促脈沖，一類(lèi)為特定頻率的多組連續(xù)低壓脈沖信號(hào)。

高壓脈沖激勵(lì)：使用較高電壓(100~200V)向振弦傳感器線圈發(fā)送短促脈沖，使任 意頻率的振弦傳感器產(chǎn)生自振的過(guò)程或方法。

低壓掃頻激勵(lì)：使用與傳感器自振頻率相當(dāng)(接近)的頻率向振弦傳感器發(fā)送連續(xù) 的低壓(3~10V)脈沖信號(hào)，使傳感器產(chǎn)生自振的過(guò)程或方法。

振弦傳感器返回信號(hào)：當(dāng)傳感器產(chǎn)生自振后，鋼弦自振切割傳感器線圈，在線圈中 產(chǎn)生微弱電流，這種隨鋼弦振動(dòng)變化的正弦電信號(hào)稱(chēng)為“振弦傳感器返回信號(hào)”。