專利名稱：一種振弦式儀器的激振方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖土工程的健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于巖土工程的安全監(jiān)測儀器中的振弦式儀器的激振方法和裝置。
背景技術(shù)：
在對巖土工程的安全監(jiān)測中，通常采用振弦式(或稱鋼弦式)儀器等安全監(jiān)測儀器監(jiān)測巖土工程的應(yīng)力應(yīng)變、溫度、接縫開度、滲漏和變形等物理量，用以分析判斷巖土工程的安全。振弦式儀器(或稱振弦式傳感器)由一根兩端固定、均質(zhì)的鋼弦組成。鋼弦長度為L，在感知外界作用力F(可以是巖土工程的應(yīng)力應(yīng)變、溫度、接縫開度、滲漏和變形等)的時候，鋼弦會產(chǎn)生AL的拉伸變形，在彈性范圍內(nèi)，同時考慮溫度T的影響，
權(quán)利要求
1.一種振弦式儀器的激振方法，其特征在于，首先生成SPWM波，再將生成的SPWM波通過濾波電路進(jìn)行濾波得到正弦波形信號，然后將所述正弦波形信號施加在振弦式儀器中的頻率測量線圈兩端，在永磁體的作用下產(chǎn)生交變電磁力，驅(qū)動鋼弦產(chǎn)生諧振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振弦式儀器的激振方法，其特征在于，所述SPWM波通過DSP 或CPLD或FPGA或單片機(jī)產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振弦式儀器的激振方法，其特征在于，所述SPWM波通過DSP 產(chǎn)生，先將DSP生成的SPWM波經(jīng)光電隔離電路將干擾信號進(jìn)行光電隔離，再將光電隔離后的SPWM波通過濾波電路進(jìn)行濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振弦式儀器的激振方法，其特征在于，將濾波后得到的正弦波形信號通過幅度控制電路進(jìn)行幅度調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振弦式儀器的激振方法，其特征在于，將幅度調(diào)節(jié)后的正弦波形信號進(jìn)行功率放大以具有驅(qū)動能力，功率放大后的正弦波形信號施加在頻率測量線圈兩端；和/或所述幅度控制電路包括串行DA轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和乘法器，所述串行DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的參考電壓經(jīng)運(yùn)算放大器后作為乘法器的一路輸入信號，所述乘法器的另一路輸入信號為正弦波形信號，所述乘法器輸出幅度調(diào)節(jié)后的正弦波形信號；和/或所述濾波電路為三階巴特沃斯低通濾波器。
6.一種振弦式儀器的激振裝置，其特征在于，包括依次連接的SPWM波發(fā)生器、濾波電路和激振信號開關(guān)電路，所述SPWM波發(fā)生器生成SPWM波并將其輸入至濾波電路，所述濾波電路進(jìn)行濾波得到正弦波形信號，所述濾波電路的輸出連接至振弦式儀器中的頻率測量線圈兩端，從而將所述正弦波形信號施加在頻率測量線圈兩端，在永磁體的作用下產(chǎn)生交變電磁力，驅(qū)動鋼弦產(chǎn)生諧振，所述激振信號開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)正弦波形信號的開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振弦式儀器的激振裝置，其特征在于，所述SPWM波發(fā)生器為 DSP或CPLD或FPGA或單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振弦式儀器的激振裝置，其特征在于，所述SPWM波發(fā)生器為 DSP，所述DSP通過光電隔離電路連接至濾波電路，SPWM波發(fā)生器生成的SPWM波輸入至光電隔離電路以將干擾信號進(jìn)行光電隔離，光電隔離電路輸出的SPWM波輸入至濾波電路進(jìn)行濾波以得到正弦波形信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振弦式儀器的激振裝置，其特征在于，還包括幅度控制電路， 所述幅度控制電路的輸入端與濾波電路的輸出端相連，所述濾波電路輸出的正弦波形信號輸入至幅度控制電路進(jìn)行波形幅度調(diào)節(jié)，所述幅度控制電路的輸出端與頻率測量線圈兩端相連從而將幅度調(diào)節(jié)后的正弦波形信號施加在頻率測量線圈兩端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的振弦式儀器的激振裝置，其特征在于，還包括功率放大電路，所述功率放大電路的輸入端與幅度控制電路的輸出端相連，所述功率放大電路將幅度調(diào)節(jié)后的正弦波形信號進(jìn)行功率放大以具有驅(qū)動能力，所述功率放大電路的輸出端與頻率測量線圈兩端相連從而將功率放大后的正弦波形信號施加在頻率測量線圈兩端；和/或所述幅度控制電路包括串行DA轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器和乘法器，所述串行DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的參考電壓經(jīng)運(yùn)算放大器后作為乘法器的一路輸入信號，所述乘法器的另一路輸入信號為正弦波形信號，所述乘法器輸出幅度調(diào)節(jié)后的正弦波形信號；和/或所述濾波電路為三階巴特沃斯低通濾波器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振弦式儀器的激振方法和裝置，該方法生成SPWM波，再將生成的SPWM波通過濾波電路進(jìn)行濾波得到正弦波形信號，然后將所述正弦波形信號施加在振弦式儀器中的頻率測量線圈兩端，在永磁體的作用下產(chǎn)生交變電磁力，驅(qū)動鋼弦產(chǎn)生諧振。該方法產(chǎn)生的脈沖寬度按正弦波形規(guī)律變化的SPWM波形激振信號，提高了激振信號的精確控制能力，解決了傳統(tǒng)激振方法采用脈沖方波所產(chǎn)生的各種局限性。
文檔編號G01H11/02GK102288279SQ20111016054
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者毛良明, 江修, 沈省三 申請人:基康儀器(北京)有限公司