弦式傳感器的相關介紹

　　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，確定弦的長度后，其固有振動頻率的變化可用于表征弦上的張力大小，通過相應的測量電路，可以得到與張力有一定關系的電信號。

　　振弦的固有頻率f與拉力T的關系為，其中l(wèi)為振弦長度，ρ為單位弦長質量。振弦的材質和質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、熔點和抗拉強度高，是常用的振弦材料。此外，振弦、高強鋼絲、鈦絲等也可作為振弦材料，弦傳感器由振弦、磁鐵、夾緊裝置和受力機構組成。振弦的一端固定，一端連接承力機構，通過使用不同的力接收機制，可以制造用于測量壓力、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，置于由磁鐵和線圈組成的勵磁器的磁場中，當激勵停止時，激振器兼作振動拾取器，或單獨作為振動拾取器。工作時，振弦在激振器的激勵下振動，其振動頻率與膜片上的壓力有關。振動拾音器通過電磁感應獲得振動頻率信號。振弦振動的激振方式有間歇式和連續(xù)式兩種。在間歇勵磁方式下，用張弛振蕩器給出勵磁脈沖，用繼電器給線圈和磁鐵通電，以吸引弦上的軟鐵塊。勵磁脈沖停止后，釋放磁鐵，使振弦自由振動。此時線圈中產生感應電位，其交變頻率為振弦的固有振動頻率。連續(xù)勵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。電磁法使用兩個帶線圈的磁鐵作為勵磁線圈和拾波線圈。拾振線圈的感應信號經放大后送至勵磁線圈補充振動能量。為了減少傳感器非線性對測量精度的影響，需要挑選適度的理想工作頻率并設置預應力，或者采用壓敏膜兩側振弦的差動結構。