振弦式傳感器ppt課件

1、弦樂(lè)器和樂(lè)鼓改變弦的粗細(xì)和長(zhǎng)度，或改變鼓皮弦樂(lè)器和樂(lè)鼓改變弦的粗細(xì)和長(zhǎng)度，或改變鼓皮的張緊度和厚度，就可改變它們的發(fā)聲頻率。的張緊度和厚度，就可改變它們的發(fā)聲頻率。顧名思義，傳感器的敏感元件是一根張緊的金屬絲，顧名思義，傳感器的敏感元件是一根張緊的金屬絲，稱為振弦。在電激勵(lì)下，振弦按其固有頻率振動(dòng)。改變稱為振弦。在電激勵(lì)下，振弦按其固有頻率振動(dòng)。改變振弦的張力振弦的張力F F，可以得到不同的振動(dòng)頻率，可以得到不同的振動(dòng)頻率f f，即張力與諧，即張力與諧振頻率成單值函數(shù)關(guān)系。振頻率成單值函數(shù)關(guān)系。一、工作原理和測(cè)量電路一、工作原理和測(cè)量電路（一工作原理（一工作原理mlFf21llElfv21=)

2、(Ff對(duì)已定傳感器：對(duì)已定傳感器：Ff （二弦的激發(fā)方式（二弦的激發(fā)方式要測(cè)量振弦振動(dòng)頻率，必須先激發(fā)振弦起振，給弦要測(cè)量振弦振動(dòng)頻率，必須先激發(fā)振弦起振，給弦以足夠的激勵(lì)力。以足夠的激勵(lì)力。振弦的激振方式：振弦的激振方式：間歇激發(fā)間歇激發(fā)連續(xù)激發(fā)連續(xù)激發(fā)1、間歇激發(fā)、間歇激發(fā)當(dāng)振蕩器給出激勵(lì)脈沖，繼電器吸合，電流通過(guò)磁鐵線當(dāng)振蕩器給出激勵(lì)脈沖，繼電器吸合，電流通過(guò)磁鐵線圈，使磁鐵吸住振弦。脈沖停止后松開(kāi)振弦，振弦便自圈，使磁鐵吸住振弦。脈沖停止后松開(kāi)振弦，振弦便自由振動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)繼電器常閉接點(diǎn)輸由振動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)繼電器常閉接點(diǎn)輸出。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率即為振弦的固有

3、頻率，通過(guò)測(cè)量出。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率即為振弦的固有頻率，通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率即可測(cè)量振弦張力的大小。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率即可測(cè)量振弦張力的大小。2、連續(xù)激發(fā)、連續(xù)激發(fā)連續(xù)激振使用了兩個(gè)電磁線圈，一個(gè)用于連續(xù)激勵(lì)，連續(xù)激振使用了兩個(gè)電磁線圈，一個(gè)用于連續(xù)激勵(lì)，另一個(gè)用于接收振弦的振蕩信號(hào)。當(dāng)振弦被激勵(lì)后，另一個(gè)用于接收振弦的振蕩信號(hào)。當(dāng)振弦被激勵(lì)后，接收線圈接收線圈2 2接受感應(yīng)電勢(shì)，經(jīng)放大后，正反饋給激勵(lì)接受感應(yīng)電勢(shì)，經(jīng)放大后，正反饋給激勵(lì)線圈線圈1 1以維持振弦的連續(xù)振蕩。以維持振弦的連續(xù)振蕩。（三部件性能對(duì)傳感器性能的影響（三部件性能對(duì)傳感器性能的影響振弦振弦電磁鐵電磁鐵弦的夾緊件弦的夾緊件

4、二、傳感器的特性分析二、傳感器的特性分析 1、靈敏度、靈敏度靈敏度靈敏度k與材料系數(shù)與材料系數(shù)K成正比而與弦的振動(dòng)頻率成反成正比而與弦的振動(dòng)頻率成反比。比。材料系數(shù)材料系數(shù)K材料的材質(zhì)；幾何尺寸材料的材質(zhì)；幾何尺寸弦絲的長(zhǎng)度弦絲的長(zhǎng)度，l=1220mm；弦絲的橫截面積；弦絲的橫截面積KllElfv2241llElfv21=llElKv241Kdfdf 2fKddfk22、非線性、非線性振弦式傳感器的輸出振弦式傳感器的輸出-輸入一般為非線性關(guān)系，其輸輸入一般為非線性關(guān)系，其輸出出-輸入特性如下圖所示。輸入特性如下圖所示。為了得到線性的輸出，可以選取曲線中近似直線的一段。為了得到線性的輸出，可以選

5、取曲線中近似直線的一段。也可以用兩根振弦構(gòu)成差動(dòng)式振弦傳感器，通過(guò)測(cè)量?jī)筛部梢杂脙筛裣覙?gòu)成差動(dòng)式振弦傳感器，通過(guò)測(cè)量?jī)筛裣业念l率差來(lái)表示應(yīng)力，可以大大地減小傳感器的溫度振弦的頻率差來(lái)表示應(yīng)力，可以大大地減小傳感器的溫度誤差和非線性誤差。誤差和非線性誤差。3、頻率穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性振弦長(zhǎng)度振弦長(zhǎng)度l和材料彈性模量和材料彈性模量E受溫度的影響直接影響傳受溫度的影響直接影響傳感器的頻率穩(wěn)定性，而兩者的影響是相反的。感器的頻率穩(wěn)定性，而兩者的影響是相反的。KllElfv2241ldlEdEfdff232三、振弦式傳感器的應(yīng)用三、振弦式傳感器的應(yīng)用1、振弦式混凝土表面應(yīng)變計(jì)、振弦式混凝土表面應(yīng)變計(jì) 運(yùn)用：測(cè)量混凝土表面的應(yīng)變，運(yùn)用：測(cè)量混凝土表面的應(yīng)變，主要設(shè)計(jì)用于安裝到混凝土結(jié)主要設(shè)計(jì)用于安裝到混凝土結(jié)構(gòu)上，如構(gòu)上，如:混凝土結(jié)構(gòu)、樁；梁；混凝土結(jié)構(gòu)、樁；梁；橋；錨筋；隧洞襯砌；吊索。橋；錨筋；隧洞襯砌；吊索。在混凝土結(jié)構(gòu)上以及使用區(qū)間在混凝土結(jié)構(gòu)上以及使用區(qū)間有限的部位僅需一個(gè)小截面即有限的部位僅需一個(gè)小截面即可安裝。可安裝。2、振弦式沉降儀、振弦式沉降儀 運(yùn)用：用于測(cè)量和控制縱運(yùn)用：用于測(cè)量和控制縱向運(yùn)動(dòng)，水壩和河堤沉降；向運(yùn)動(dòng)，