[发明专利]一种振弦传感器自适应数据采集方法

说明书

本发明提供一种振弦传感器自适应数据采集方法，包括以下步骤：S1、采用高压拨弦方式对振弦传感器进行预激振；S2、对振弦传感器起振信号的起振质量进行检测，根据起振质量检测结果判定起振是否成功；S3、当判定振弦传感器采用高压拨弦方式起振失败，升高拨弦电压对振弦传感器再次进行预激振，然后重复步骤S2；S4、当拨弦电压到达高压阈值时起振仍旧失败，采用低压扫频方式对振弦传感器进行预激振，然后重复步骤S2；S5、当判定起振成功后，根据起振信号的初测返回信号，采用相位匹配方式对振弦传感器进行复激振；S6、对复激振后的振弦传感器进行拾振。本发明可以在避免振弦传感器在起振过程中出现倍频振动，提高数据采集的抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及传感器数据采集技术领域，具体涉及一种振弦传感器自适应数据采集方法。

背景技术

在现有的基础设施应力应变自动化监测系统中，通常使用振弦传感器，通过振弦数据采集系统实现对振弦传感器频率的测量。在测量过程中，将振弦传感器线圈感应电流经过放大、滤波、整形之后输入到嵌入式片上系统中，通过测量单位时间内方波的数量或者固定数量方波的时间来计算信号的频率。但实际工程环境中，存在各种干扰因素，采用上述测量方法容易受环境干扰，导致较大的测量误差，甚至出现测量失败的情况。

现在技术中，公开号为CN107966223A的专利提供了一种振弦传感器激振优化方法和振弦采集装置，其振弦传感器激振优化方法包括以下步骤：(1)采用高压脉冲的激振方式对选定的振弦传感器进行激励；(2)对步骤(1)中高压脉冲激励下的振弦传感器采集到的振弦采集信号进行放大滤波后，测量其信号频率，得到预测的振弦传感器共振频率f1；(3)记录步骤(2)中放大滤波后振弦采集信号的各周期时长，并计算各周期时长的标准方差σ，判断标准方差σ是否超过容限范围，若是则返回步骤(1)采用高压脉冲的激振方式重新对选定的振弦传感器进行激励；否则进入步骤(4)；(4)采用频率范围为[f1-△f，f1+△f]的低压扫频的激振方式对步骤(1)中选定的振弦传感器进行激励；(5)对步骤(4)中低压扫频激励下的振弦传感器采集到的振弦采集信号进行放大滤波后，测量其信号频率，得到振弦传感器共振频率的精确值f2。

但是，公开号为CN107966223A的专利提供的技术方案存在以下不足，其一，该方法采用时域信号的拾振方法，抗干扰能力差，起振检测采用时域信号各周期时长的统计来进行判定，当存在外部干扰情况会出现采集失败，同时无法避免倍频干扰情况下的采集错误问题。其二，该方法的复激振采用频率范围为[f1-△f，f1+△f]的低压扫频方式对振弦传感器进行复激振，可能会出现内部传感器内部振动与复激振信号相位不一致甚至反相的情况，会增加复激振时间增加功耗、降低数据采集时间，从而无法实现高频率采集、会存在增加倍频振动的可能，抗干扰能力不足。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种振弦传感器自适应数据采集方法，以解决现有技术中存在的倍频干扰、起振质量检测性能差以及对振弦传感器的预激振、复激振采用的频率其相位不一致导致出现倍频振动，抗干扰能力不足的技术问题。

本发明采用的技术方案是，一种振弦传感器自适应数据采集方法，在第一种可实现方式中，包括以下步骤：

S1、采用高压拨弦方式对振弦传感器进行预激振；

S2、对振弦传感器起振信号的起振质量进行检测，根据起振质量检测结果判定起振是否成功；

S3、当判定振弦传感器采用高压拨弦方式起振失败，升高拨弦电压对振弦传感器再次进行预激振，然后重复步骤S2；

S4、当拨弦电压到达高压阈值时起振仍旧失败，采用低压扫频方式对振弦传感器进行预激振，然后重复步骤S2；

S5、当判定起振成功后，根据起振信号的初测返回信号，采用相位匹配方式对振弦传感器进行复激振；

S6、对复激振后的振弦传感器进行拾振。