弦式傳感器的相關(guān)介紹

　　弦式傳感器是一種諧振傳感器，它使用張緊的金屬弦作為敏感元件，確定弦的長(zhǎng)度后，其固有振動(dòng)頻率的變化可用于表征弦上的張力大小，通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量電路，可以得到與張力有一定關(guān)系的電信號(hào)。

　　振弦的固有頻率f與拉力T的關(guān)系為，其中l(wèi)為振弦長(zhǎng)度，ρ為單位弦長(zhǎng)質(zhì)量。振弦的材質(zhì)和質(zhì)量直接影響傳感器的精度、靈敏度和穩(wěn)定性。鎢絲性能穩(wěn)定，硬度、熔點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度高，是常用的振弦材料。此外，振弦、高強(qiáng)鋼絲、鈦絲等也可作為振弦材料，弦傳感器由振弦、磁鐵、夾緊裝置和受力機(jī)構(gòu)組成。振弦的一端固定，一端連接承力機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用不同的力接收機(jī)制，可以制造用于測(cè)量壓力、扭矩或加速度的各種弦傳感器。

　　早期的壓力傳感器采用振弦式，弦式傳感器的振弦一端固定，另一端與彈性壓敏膜片相連。一塊軟鐵安裝在弦的中間，置于由磁鐵和線(xiàn)圈組成的勵(lì)磁器的磁場(chǎng)中，當(dāng)激勵(lì)停止時(shí)，激振器兼作振動(dòng)拾取器，或單獨(dú)作為振動(dòng)拾取器。工作時(shí)，振弦在激振器的激勵(lì)下振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與膜片上的壓力有關(guān)。振動(dòng)拾音器通過(guò)電磁感應(yīng)獲得振動(dòng)頻率信號(hào)。振弦振動(dòng)的激振方式有間歇式和連續(xù)式兩種。在間歇?jiǎng)?lì)磁方式下，用張弛振蕩器給出勵(lì)磁脈沖，用繼電器給線(xiàn)圈和磁鐵通電，以吸引弦上的軟鐵塊。勵(lì)磁脈沖停止后，釋放磁鐵，使振弦自由振動(dòng)。此時(shí)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電位，其交變頻率為振弦的固有振動(dòng)頻率。連續(xù)勵(lì)磁法可分為電流法和電磁法。電流法是將振弦作為等效LC回路與振蕩電路并聯(lián)，使電路以振弦的固有頻率振蕩。電磁法使用兩個(gè)帶線(xiàn)圈的磁鐵作為勵(lì)磁線(xiàn)圈和拾波線(xiàn)圈。拾振線(xiàn)圈的感應(yīng)信號(hào)經(jīng)放大后送至勵(lì)磁線(xiàn)圈補(bǔ)充振動(dòng)能量。為了減少傳感器非線(xiàn)性對(duì)測(cè)量精度的影響，需要挑選適度的理想工作頻率并設(shè)置預(yù)應(yīng)力，或者采用壓敏膜兩側(cè)振弦的差動(dòng)結(jié)構(gòu)。