未知领域的守望者振弦式传感器测频之谜
导语:振弦式传感器通过其钢弦振动频率随钢丝张力变化,输出的是频率信号,具有抗干扰能力强,对电缆要求低,有利于传输和远程测量。因此,它们在很多应用领域中发挥着重要作用。
振弦式传感器的工作原理
振弦式传感器由定位支座、线圈、振弦及封装组成。它们可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦,如图1所示。[图片描述]振弦的振动频率可由以下公式确定:
其中S为振弦横截面积,ρv为弹性模量(ρv=ρ/s),bigtriangleup;为受张力的长度增量,E为弹性模量,σ为应力。当这几个参数确定后,其固有频率可以用来测量物理量。
测频系统设计
2.1 基本原理
激励方式是扫描激励,即产生一系列不同于各自固有共鸣点附近的脉冲信号,这样就能使得不同的共鸣点得到相应的激励,从而实现对所有共鸣点进行快速测试。
2.2 系统硬件电路设计
系统整体电路如图3所示,由激励部分、检测部分和控制部分组成。主要包括微机系统产生扫描激励信号,放大后的信号驱动线圈,使得线圈中的磁场与外部磁场交叉变换,从而改变线圈内铁芯磁通流,并通过感应二极管将改变了磁通流的情况反馈给微机系统以调整下一次采样的位置。
2.3 系统软件设计
主程序流程如图5所示,可以分为初始化、启动检测模式、数据处理和显示四个阶段。在每次采样时,都会根据当前状态调整微机系统内部计数器,以确保能够准确地捕捉到每次过零事件并计算出正确的时间间隔,从而最终获得待测物体或环境中的物理参数值。
结语:这个基于振荡子作为探针元素的一种新型测速方法,不仅能够精确地追踪目标物体移动,还能提供关于运动方向和速度等信息,这在许多复杂环境中都是非常难以实现的事。此外,由于其小巧轻便且不需要任何能源供应,因此这种方法特别适用于长期无人监控任务或资源有限的情景下使用。