專利名稱：金屬弦式脈沖輸出型鋼體彈性微變位移量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感器及其測量方法，特別是涉及一種金屬弦式脈沖 輸出型的鋼體彈性微變位移量傳感器及其測量方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的力敏微位移應(yīng)變片式傳感器的電氣符號為"LR"，又可以嚴(yán)格地定義 為"半導(dǎo)體力敏應(yīng)變片式模擬電壓輸出型鋼體彈性微變位移量的傳感器"，這種傳
感器屬于無源型半導(dǎo)體器件類，是一種專門用來測量物體受力時而發(fā)生應(yīng)變位 移的器件。由于物體受到外力的作用，產(chǎn)生相應(yīng)的形變，力敏位移應(yīng)變片式傳 感器就可以間接地測量出外力的大小。
力敏微位移應(yīng)變片式傳感器的測量原理為力敏微位移應(yīng)變型傳感器可以 作為電阻器來等效，當(dāng)電阻導(dǎo)體的截面積和電阻率一定時，其電阻值與電阻導(dǎo) 體的長度成正比，在無外力的作用下微位移應(yīng)變片傳感器用一定的電路形式連 接后，被牢固緊密地粘貼在被檢測的金屬物體的表面。當(dāng)這個金屬鋼體受到外 力的作用時，其金屬鋼體表面就會發(fā)生相應(yīng)的幾何機(jī)械微形變，被牢固緊密粘 貼的半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器也隨之發(fā)生幾何形變，或拉長變細(xì)， 或縮短變粗。由半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器在鋼體彈性微變形的作用 下發(fā)生形變，使得半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器內(nèi)部的半導(dǎo)體晶格也發(fā) 生錯位變形，因而使得半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器的本體電阻隨著金 屬鋼體表面微變位移量的變換而變化，通過不同電路的連接形式，使得半導(dǎo)體 電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器輸出電壓的變量也隨著金屬鋼體表面微變位移量 的變化而變化，從而達(dá)到將金屬彈性微變量的變化轉(zhuǎn)化為模擬電性參數(shù)變化的 目的。
力敏微位移應(yīng)變片型傳感器從它的誕生到現(xiàn)在的發(fā)展，已有近半個多世紀(jì) 的歷史了，在理想的客觀環(huán)境條件下，微位移應(yīng)變片型傳感器呈現(xiàn)出良好的輸 出的外特性、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，因而微位移應(yīng)變片型傳感器在很 多領(lǐng)域中被應(yīng)用。由于微位移應(yīng)變片型傳感器的材料采用的是半導(dǎo)體材料，其 基本物理特性，在某些特殊地場合條件的檢測要求下，有是它們致命弱點。其 弱點如下1、半導(dǎo)體力敏微位移應(yīng)變片傳感器為半導(dǎo)體的硅材料所制，對其溫 度有較高的靈敏度，因此不適合在溫度環(huán)境變化跨度較大的場合使用。2、電阻 力敏微位移應(yīng)變片傳感器為半導(dǎo)體硅材料和其它材料合成所制，其機(jī)械彈性壽 命有限，在連續(xù)動態(tài)的工況下，工作壽命不大于半年。3、由于使用半導(dǎo)體電阻 力敏微位移應(yīng)變片傳感器需要用粘結(jié)劑將半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片牢固緊
密的粘貼在被檢測金屬物體的表面，因此在無損傷檢測時不宜使用。4、使用半
導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器時，需要用粘接劑將半導(dǎo)體電阻力敏微位移 應(yīng)變片牢固緊密的粘貼在被檢測取樣金屬物體的表面上，在一定的程度上影響
了檢測精度和范圍。5、對成批生產(chǎn)的產(chǎn)品，只能抽樣檢測和檢査，無法對每一 個半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片傳感器產(chǎn)品進(jìn)行電氣參數(shù)的檢測，抽樣檢測后 的樣品也都報廢。6、粘貼工藝復(fù)雜，難度高，不易操作。 發(fā)明內(nèi)容
木實用新型的目的在于克服上述的半導(dǎo)體電阻力敏微位移應(yīng)變片作為鋼體 彈性微變位移量傳感器的弱點，提供了一種檢測范圍大、壽命長、動態(tài)響應(yīng)快、 穩(wěn)定性好和又可進(jìn)行產(chǎn)品全檢測機(jī)電性能的金屬弦式脈沖輸出型的鋼體彈性微 變位移量傳感器。
實用新型目的是這樣實現(xiàn)的 一種金屬弦式脈沖輸出型的鋼體彈性微變位 移量傳感器，其特征在-丁、 一條金屬弦I，位于金屬弦I一端的固定參考端點A， 位于金屬弦I另一端受力位置的可移動采樣端點B之間；基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E與金屬 弦I和可移動采樣端點B緊密配合連接；共振選頻器Y和諧波發(fā)生驅(qū)動器Z位 于金屬弦I的上方，并保持著恒定極近的距離；共振選頻器Y的輸出端與檢測
電路X的輸入端直接進(jìn)行電氣相連，檢測電路x的輸出端既要與諧波發(fā)生驅(qū)動 器Z的輸入端相接，又與用于信號采集的高阻負(fù)載R輸入端相接。
所述金屬弦式脈沖輸出型的用于鋼體彈性微變位移量傳感器的測量方法如 下本傳感器的金屬弦I被固定在參考端點A和可微移動的采樣端點B之間， 參考端點A的連接臂C和采樣端點B的連接臂D被固定在檢測金屬鋼體H的 采樣部分，基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E與金屬弦I和采樣端點B緊密結(jié)合。
當(dāng)無外力作用于被測金屬鋼體H時，被檢測金屬鋼體H的采樣距離L不發(fā) 生金屬鋼體形變的相對位移變量，在基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E的作用下，此時的金屬弦I， 在被測金屬鋼體H的采樣距離L上獲得一個基本靜態(tài)張力F2，這個基本靜態(tài) 張力F2又決定了金屬弦I的固有機(jī)械振動頻率fc機(jī)、共振選頻器Y的電氣選頻
頻率f2電和諧波發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率f2驅(qū)。因此在無外力作用下，所產(chǎn) 生的各種機(jī)電參數(shù)為靜態(tài)參數(shù)，這里的機(jī)械振動頻率f2機(jī)既等于選頻頻率f2電，
也等于電氣激勵頻率f2驅(qū)。
.當(dāng)有外力作用于被測金屬鋼體H時，被檢測金屬鋼體H的采樣距離L發(fā)生 金屬形變的相對位移量iAL，并通過連接臂D傳遞到采樣端點B。此時金屬弦I 在被測金屬鋼體H采樣距離L的基礎(chǔ)上，又得到了采樣距離動態(tài)形變的相對位 移量士aL，并使金屬弦I的固有機(jī)械振動頻率f2機(jī)發(fā)生士Af的變化，同時共振選 頻器Y的電氣選頻頻率f2電和諧波發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率f2驅(qū)也發(fā)生士Af
的變化。因此在有外力的作用下，所產(chǎn)生的各種機(jī)電參數(shù)為動態(tài)參數(shù)，這里的
機(jī)械振動頻率f2機(jī)士Af既等于選頻頻率f2電土Af ，也等于電氣激勵頻率f2驅(qū)土Af 。
用于檢測金屬弦I固有振動頻率f2機(jī)的共振選頻器Y的輸出端與檢測電路X 的輸入端連接，以完成金屬弦I固有機(jī)械振動頻率向電頻率的轉(zhuǎn)換。檢測電路x 的輸出端與諧波發(fā)生驅(qū)動器z的輸入端相連接，完成對驅(qū)動相位的比較，再諧 波發(fā)生驅(qū)動器Z輸出的激勵下，金屬弦I獲得振動所需要的能量，并使金屬弦I 固有振動的頻率與諧波驅(qū)動器Z的電磁諧波驅(qū)動分量中的響應(yīng)點共振。檢測電 路X輸出的另-路，作為本傳感器電氣頻率變量響應(yīng)的輸出。
本實用新型的優(yōu)點在于l靈敏度高可以檢測到金屬鋼體發(fā)生零點幾微米 (pm)到幾百微米的金屬彈性相對位移的微變量；2適應(yīng)性好可以在各種不 同能量形式的輻射環(huán)境屮進(jìn)行工作；3響應(yīng)速度快由于采樣敏感部分質(zhì)量較小， 頻率相應(yīng)速度快；4輸出形式為頻率數(shù)字串形量電信號，便于數(shù)字化信號傳遞 與處理；5工作壽命長連續(xù)工作壽命不小于十年；6環(huán)境兼容好有很強(qiáng)的抗 干擾能力，并有很好的電磁兼容性。7自功耗低自身發(fā)熱影響極小；8結(jié)構(gòu)簡 單便于安裝調(diào)試和維修。

圖1是金屬弦式鋼休彈性微變位移量傳感器的物理參量傳遞關(guān)系圖； 圖2是金屬弦式脈沖輸出型鋼體彈性微變位移量傳感器的原理關(guān)系示意圖。
具體實施方式

金屬弦式脈沖輸出型鋼體彈性微變量傳感器的基本設(shè)計思想如圖1所示， 其中固定端點A是金屬弦的參考位置，采樣端點B是金屬弦的受力位置，金
屬弦I被連接在固定端點A和采樣端點B之間，基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E與金屬弦I和可 移動的采樣端點B相關(guān)聯(lián)。共振選頻器Y和諧波發(fā)生驅(qū)動器Z位于這條金屬弦 I的上方，并保持著恒定極近地距離。共振選頻器Y的輸出與檢測電路X的輸 入端直接進(jìn)行電氣相連，檢測電路X的輸出端既要與諧波發(fā)生驅(qū)動器Z的輸入 端相接，又要與用于信號采集的高阻負(fù)載R輸入端相接。設(shè)本傳感器有三種工 作狀態(tài)。
狀態(tài)l:傳感器該狀態(tài)時的金屬弦I在基準(zhǔn)張力為F2的狀態(tài)時，也就是安裝 在金屬鋼體H的金屬弦I在外力為零的靜態(tài)位置時，此時的工作狀態(tài)又稱為傳 感器的靜態(tài)工作點，這是傳感器基本零位的工作狀態(tài)。設(shè)定傳感器的金屬弦I 的固有機(jī)械振動的頻率為f2機(jī)、共振選頻器Y的電氣選頻頻率為f2電以及諧波發(fā) 生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率為f2驅(qū)。這時傳感器的機(jī)械振動頻率f2機(jī)既等于選頻
頻率f2電，也等于電氣激勵頻率f2驅(qū)，即6機(jī)=￡2電=&驅(qū)=&，因此f2可以定義為
傳感器靜態(tài)工作點的頻率。
狀態(tài)2:當(dāng)在外力作用于被測金屬鋼體H時，被檢測金屬鋼體H的采樣距 離L將發(fā)生金屬形變的相對位移量-^L，并通過連接臂D傳遞到采樣端點B。此 時金屬弦I在被測金屬鋼體H采樣距離L的基礎(chǔ)上，又得到了采樣距離動態(tài)形 變的相對位移量-AL，并使金屬弦I的固有機(jī)械振動的頻率發(fā)生f2機(jī)-Af = fu幾變 化，同時共振選頻器Y的電氣選頻頻率發(fā)生f2電-Af = fi電的變化，以及諧波發(fā) 生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率f2驅(qū)-Af二fH區(qū)也發(fā)生變化。這時傳感器的機(jī)械振動頻
率fi機(jī)既等于選頻頻率fi電，也等于電氣激勵頻率fi驅(qū)。g卩6機(jī)=6電=6驅(qū)=&，因 此fi可以定義為傳感器負(fù)向動態(tài)的工作頻率。此時狀態(tài)2傳感器負(fù)向動態(tài)的工 作頻率f！小于狀態(tài)1傳感器靜態(tài)工作點的頻率f2。
狀態(tài)3:當(dāng)有外力作用于被測金屬鋼體H時，被檢測金屬鋼體H的采樣距 離L將發(fā)生金屬形變的相對位移量+AL，并通過連接臂D傳遞到采樣端點B。 此時金屬弦I在被測金屬鋼休H采樣距離L的基礎(chǔ)上，又得到了采樣距離動態(tài) 形變的相對位移量+AL，并使金屬弦I的固有機(jī)械振動的頻率發(fā)生f2機(jī)+zxf = fi機(jī)
的變化，同時共振選頻器Y的電氣選頻頻率發(fā)生f2電+Af:fi電的變化，以及諧 波發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率f2驅(qū)+Af = fi驅(qū)也發(fā)生變化。這時傳感器的機(jī)械振 動頻率fi機(jī)既等于選頻頻率f3 'U，也等于電氣激勵頻率f3驅(qū)。即f3 tt=f3 *=f3驅(qū)=6， 因此fi可以定義為傳感器正向動態(tài)的工作頻率。此時狀態(tài)3傳感器正向動態(tài)的 工作頻率fi大于狀態(tài)1傳感器靜態(tài)工作點的頻率&。
金屬弦式脈沖輸出型鋼體微變位移量傳感器的原理結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。 固定端點A是金屬弦I的參考位置，采樣端點B是金屬弦I的受力位置，金屬
弦I被連接在固定端點A和采樣端點B之間。C代表傳感器與被檢測金屬鋼體 連接臂；D代表傳感器與被檢測金屬鋼體連接臂；E代表基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器；G代表傳 感器外殼；I代表金屬弦裝置；H代表待檢測金屬鋼體。
金屬弦式脈沖輸出型鋼休微變位移量傳感器是把鋼體彈性微變量轉(zhuǎn)換為電 參數(shù)變量的一種傳感器，它是由金屬弦I、共振選頻器Y、諧波發(fā)生驅(qū)動器Z基 準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E和檢測電路X等部分所組成。當(dāng)本傳感器安裝在被檢測金屬鋼體的 采樣部位H時被檢測金屬鋼體H受到外力的作用，使金屬鋼體H產(chǎn)生彈性的變 形微位移，在通過本傳感器與被檢測金屬鋼體的連接臂C和連接臂D傳遞到本 傳感器的金屬弦I上，這個動態(tài)作用力的傳遞過程是通過金屬鋼體H受力變形 來實現(xiàn)的。由于金屬弦I的截面積與被檢測金屬鋼體H的截面積相比甚小，在 單位張力及壓強(qiáng)方面對于作用力的分散完全可以忽略不計。
傳感器的金屬弦I在基準(zhǔn)張力為F2的狀態(tài)時，也就是安裝在金屬鋼體H的 金屬弦I在外力為零的靜態(tài)位置時，此時的傳感器處于靜態(tài)工作點的狀態(tài)，也是 傳感器處于機(jī)械零點位移的工作狀態(tài)，設(shè)定傳感器的金屬弦I的固有機(jī)械振動的 頻率為f2機(jī)、共振選頻器Y的電氣選頻頻率為f2電以及諧波發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣
激勵頻率為f2驅(qū)。這時傳感器的機(jī)械振動頻率f2機(jī)既等于選頻頻率f2屯，也等于 電氣激勵頻率f2驅(qū)，即f2機(jī)二f2電二f2驅(qū)二f2，因此f2可以定義為傳感器靜態(tài)工作點 的頻率，如圖2所示。所述傳感器機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)包括固定端點A是金屬 弦I的參考位置，采樣端點B是金屬弦I的受力位置，金屬弦I被連接在固定端 點A和采樣端點B之間?；鶞?zhǔn)調(diào)節(jié)器E與金屬弦I和可移動的采樣端點B緊密 配合連接。C代表傳感器與被檢測金屬鋼體連接臂；D代表傳感器與被檢測金屬 鋼體連接臂；E代表基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器；G代表傳感器外殼；I代表金屬弦裝置；H代 表待檢測金屬鋼體。外殼G支撐著整個金屬弦相關(guān)的機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置和電信轉(zhuǎn)換 裝置，所述傳感器電信轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)包括共振選頻器Y、諧波發(fā)生驅(qū)動器Z、 檢測電路X和輸出端口 W等部分組所成。共振選頻器Y的輸出端是檢測電路X 輸入端，檢測電路X輸出端既是諧波發(fā)生驅(qū)動器Z的輸入端，也是輸出端口W 的車俞出。
諧波發(fā)生驅(qū)動器Z與共振選頻器Y相連接，傳感器在諧波發(fā)生驅(qū)動器Z的 激勵下，使金屬弦I獲得機(jī)械振動所需的能量，并使金屬弦I的固有振動頻率與 諧波發(fā)生驅(qū)動器Z在激勵諧波分量中的響應(yīng)點共振，諧波發(fā)生驅(qū)動器Z對激勵 諧波分量進(jìn)行諧振性的選擇。共振選頻器Y與檢測電路X相連接，共振選頻器 Y將金屬弦I固有頻率的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為同頻的電信號，輸入檢測電路X處理。
檢測電路X與諧波發(fā)生驅(qū)動器Z相連接另一端與輸出負(fù)載R連接。檢測電路X 輸出的信號一路輸入到諧波發(fā)生驅(qū)動器Z，作為金屬弦I振動的驅(qū)動能量，另一 路作為本傳感器電變量信號響應(yīng)的輸出端。本傳感器金屬弦I的共振點隨著機(jī)械 鋼體的微變化而變化。
本實用新型提供的金屬弦式脈沖輸出型鋼體彈性微變位移量傳感器的設(shè)計 思想，機(jī)械轉(zhuǎn)換部分包括金屬弦I、金屬弦I被連接在固定端點A和采樣端點
B之間，基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E與金屬弦I和可移動的采樣端點B緊密配合連接。固定 端點A與被檢測金屬鋼體連接臂C、采樣端點B于被檢測鋼體連接臂D、基準(zhǔn) 調(diào)節(jié)器E、傳感器外殼G和待檢測金屬鋼體H。電信轉(zhuǎn)換部分包括共振選頻 器Y、檢測電路X、諧波發(fā)生驅(qū)動器Z和輸出端口 W等部分。
其特征是固定端點A是金屬弦I的參考位置，采樣端點B是金屬弦I的 受力位置，金屬弦I被連接在固定端點A和采樣端點B之間?；鶞?zhǔn)調(diào)節(jié)器E與 金屬弦I和可移動的采樣端點B相關(guān)聯(lián)。共振選頻器Y和諧波發(fā)生驅(qū)動器Z位 于這條金屬弦I的上方，并保持著恒定極近地距離。共振選頻器Y的輸出端與 檢測電路X的輸入端直接進(jìn)行電氣相連，檢測電路X的輸出端既要與諧波發(fā)生 驅(qū)動器Z的輸入端相接，又要與用于信號采集的高阻負(fù)載R輸入端相接。本傳 感器設(shè)有三種工作狀態(tài)
狀態(tài)l:傳感器該狀態(tài)時的金屬弦I，在基準(zhǔn)張力為F2的狀態(tài)時，也就是安 裝在金屬鋼體H的金屬弦I在外力為零的靜態(tài)位置時，此時的工作狀態(tài)又稱為 傳感器的靜態(tài)工作點，是傳感器機(jī)械零位位置的工作狀態(tài)，設(shè)定傳感器的金屬 弦I的固有機(jī)械振動的頻率為f2機(jī)、共振選頻器Y的電氣選頻頻率為f2電以及諧 波發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率為f2驅(qū)。這時傳感器的機(jī)械振動頻率f2機(jī)既等于 選頻頻率f2屯，也等于電氣激勵頻率f2驅(qū)，g卩f2m=f2*=f2M=f2，因此f2可以定 義為傳感器靜態(tài)工作點的頻率。
狀態(tài)2:當(dāng)在外力作用于被測金屬鋼體H時，被檢測金屬鋼體H的采樣距 離L將發(fā)生金屬形變的相對位移量-AL，并通過連接臂D傳遞到采樣端點B。 此時金屬弦I在被測金屬鋼體H采樣距離L的基礎(chǔ)上，又得到了采樣距離動態(tài) 形變的相對位移量一AL，并使金屬弦I的固有機(jī)械振動的頻率發(fā)生fc機(jī)-Af = ft 電變化，同時共振選頻器Y的電氣選頻頻率發(fā)生f2電-Af:ft電的變化，以及諧波
發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率f2驅(qū)-Af = f\驅(qū)也發(fā)生變化。這時傳感器的機(jī)械振 動頻率fl機(jī)既等于選頻頻率fl電，也等于電氣激勵頻率fl驅(qū)。艮口 fl機(jī)二fl電二fl驅(qū)
=ft，因此f「可以定義為傳感器負(fù)向動態(tài)的工作頻率。此時狀態(tài)2傳感器負(fù)向動
態(tài)的工作頻率fl小于狀態(tài)1傳感器靜態(tài)工作點的頻率f2。
狀態(tài)3:當(dāng)有外力作用于被測金屬鋼體H時，被檢測金屬鋼體H的采樣距 離L將發(fā)生金屬形變的相對位移量+AL，并通過連接臂D傳遞到采樣端點B。 此時金屬弦I在被測金屬鋼體H采樣距離L的基礎(chǔ)上，又得到了采樣距離動態(tài)
形變的相對位移量+AL，并使金屬弦I的固有機(jī)械振動的頻率發(fā)生f2機(jī)+Af = fi機(jī) 的變化，同時共振選頻器Y的電氣選頻頻率發(fā)生f2電+Af = fi電的變化，以及諧 波發(fā)生驅(qū)動器Z的電氣激勵頻率f2驅(qū)+Af = fi驅(qū)也發(fā)生變化。這時傳感器的機(jī)械振
動頻率f3機(jī)既等于選頻頻率f3電，也等于電氣激勵頻率f3驅(qū)。即fi機(jī)=6電=6驅(qū)二f3，
因此ft 口r以定義為傳感器正向動態(tài)的工作頻率。此時狀態(tài)3傳感器負(fù)向動態(tài)的
工作頻率f3大于狀態(tài)1傳感器靜態(tài)工作點的頻率f2。
當(dāng)傳感器安裝在被檢測金屬鋼體的采樣部位L時，被檢測的金屬鋼體H受 到外力的作用，使金屬鋼體H產(chǎn)生彈性形變的微位移+zxL，通過檢測金屬鋼體H 連接臂C的參考端點A和連接臂D的采樣端點B傳遞到本傳感器的金屬弦I上， 金屬弦1所受的張力發(fā)生了變化。使得金屬弦I的固有機(jī)械振動頻率也發(fā)生相應(yīng) 的變化。在調(diào)試中，我們通過基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器E對木傳感器的金屬弦I施加一個靜 態(tài)張力fc，并設(shè)定此張力為本傳感器內(nèi)部的靜態(tài)張力fc，由這個靜態(tài)張力fc所引
起產(chǎn)生的金屬弦I固有機(jī)械振動頻率f2機(jī)為金屬弦式鋼體彈性微變位移量傳感器 的基準(zhǔn)靜態(tài)共振頻率f2。
諧波發(fā)生驅(qū)動器Z在共振選頻器Y相連接，各個部分采用一個公共接地， 本傳感器在諧波發(fā)生驅(qū)動器z的激勵驅(qū)動下，使金屬弦I發(fā)生諧振振動。此時 激勵中的驅(qū)動分量與金屬弦的固有振動頻率共振，共振頻率器Y對諧波發(fā)生驅(qū) 動器Z驅(qū)動激勵中的諧波分量進(jìn)行諧振性的選擇，爾后在金屬弦I上穩(wěn)定為共 振性的機(jī)械正弦振動。共振選頻電路Y與檢測電路X相連接，共振選頻器Y將 金屬弦I固有的振動轉(zhuǎn)換為同頻的正弦波電信號，輸入檢測電路進(jìn)行處理。檢測 電路X與諧波發(fā)生驅(qū)動器Z相連接，而另'端與輸出負(fù)載R相連接。檢測電路 X輸山的信號一路輸入諧波發(fā)生驅(qū)動器Z作為金屬弦I振動的驅(qū)動能量。另一路 作為本傳感器電變量信號響應(yīng)的輸出端。本傳感器金屬弦I的機(jī)械共振點是隨機(jī) 械鋼體H的微變化而變化的。
權(quán)利要求1.一種金屬弦式脈沖輸出型的用于檢測鋼體彈性微變位移量的傳感器，其特征在于一條用于振動的金屬弦(I)；金屬弦(I)的一端被固定在參考端點(A)，金屬弦(I)的另一端被固定在可微移動的采樣端點(B)；用于微調(diào)金屬弦(I)張力的基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器(E)與金屬弦(I)和采樣端點(B)配合連接；用于檢測金屬弦(I)振動狀態(tài)的共振選頻器(Y)的一端與檢測電路(X)相連接，共振選頻器(Y)的另一端與諧波發(fā)生驅(qū)動器(Z)的一端相連接；用于提取共振選頻器(Y)電信號的檢測電路(X)的一端與諧波發(fā)生驅(qū)動器(Z)的另一端相連接，檢測電路(X)的另一端與輸出負(fù)載(R)相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種信號檢測所用的金屬弦式脈沖輸出型鋼體彈性微變位移量的傳感器，包括金屬弦、參考端及連接臂、采樣端及連接臂、基準(zhǔn)調(diào)諧器、共振選頻器、諧波發(fā)生驅(qū)動器和檢測電路等部分。特征在于一條用于振動的金屬弦(I)；金屬弦(I)的一端被固定在參考端點(A)，金屬弦(I)的另一端被固定在可微移動的采樣端點(B)；用于微調(diào)金屬弦(I)張力的基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器(E)與金屬弦(I)和采樣端點(B)配合連接；用于檢測金屬弦(I)振動狀態(tài)的共振選頻器(Y)的一端與檢測電路(X)相連接，共振選頻器(Y)的另一端與諧波發(fā)生驅(qū)動器(Z)的一端相連接。該傳感器結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，使用壽命長，靈敏度高。
文檔編號G01D5/12GK201199164SQ200820105298
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者亮 趙, 趙志忠 申請人:無錫康華鋼構(gòu)安全監(jiān)測科技有限公司