多路振弦傳感器的掃頻激振技術(shù)

4 仿真結(jié)果[6]
為了驗證掃頻激振電路的效果，選用美國基康公司的VK4100、VK4150型振弦傳感器，在WE-30萬能材料實驗機(jī)上對振弦傳感器進(jìn)行模擬加載試驗，其測試數(shù)據(jù)如表1所示。表中“計算應(yīng)變”、“計算頻率”是根據(jù)VK4100、VK4150的數(shù)學(xué)模型計算的值。通過對表1 數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析可以看出，用該掃頻激振方法不但對同一振弦傳感器在不同受力狀態(tài)時測頻的相對誤差小，而且對不同振弦傳感器測頻的相對誤差也很小，實現(xiàn)了穩(wěn)定的掃頻和可靠的激振。從表中還可以看出，實際測量的頻率值與理論值非常接近。

用單片機(jī)的比較輸出模式產(chǎn)生掃頻信號，省去了專用的掃頻信號發(fā)生器芯片，簡化了電路設(shè)計，提高了測量電路的可靠性，突破了傳統(tǒng)的儀表測量系統(tǒng)的設(shè)計方法。恒電流弱激振電路的應(yīng)用，提高了振弦傳感器掃頻激振的可靠性和穩(wěn)定性，避免了倍頻信號的產(chǎn)生。此種掃頻激振方法已成功地應(yīng)用于某船舶應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)中，使長期實時監(jiān)測船舶的受力情況成為現(xiàn)實。不但為船舶的使用、維護(hù)和保養(yǎng)提供了充分的依據(jù)，也為船舶的設(shè)計、改進(jìn)、制造提供了真實可靠的數(shù)據(jù)及較高的使用價值。這種測頻方法也可推廣到其他領(lǐng)域，如核電站外殼、建筑大壩等需要長期應(yīng)力監(jiān)測的場合，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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