[实用新型]钢弦式传感器高精度测量装置

说明书

本实用新型涉及一种测量装置，特别是一种与钢弦式传感器配套的测量装置。

目前，钢弦式传感器的信号测量通常用频率计来完成，由于钢弦式传感器有单线圈和双线圈之分，因而测量时需采用不同的频率计来完成，通用性差，不能兼容，且它们的测量方式也不一样，前者需要高达160V的高压激振，后者则需对仪器先有一小的激振，然后对振荡信号进行采样、放大，再对传感器进行连续激振，最后将微弱的振荡输出信号进行放大测频，不仅操作麻烦，而且测量精度只能达到±1HZ左右，而人们所需要的是频率平方值，故测量误差是以平方倍数增大，很难满足钢弦式传感器发展的需要。

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种通用性好、测量误差小的钢弦式传感器高精度测量装置。

本实用新型的技术解决方案：

一种钢弦式传感器高精度测量装置，它包括有激振电路(1)、滤波放大电路(2)、测量电路(3)、微处理CPU、键盘显示器(4)和打印机(5)，钢弦式传感器VW的输出通过转换开关K与激振电路(1)和滤波放大电路(2)连接，滤波放大电路(2)的输出通过带有时基电路和锁相环的测量电路(3)接微处理器CPU，其特征在于所述的激振电路(1)由开关电路和激振信号发生器组成，开关电路的输出作为转换开关K分别与激振信号发生器的输出和滤波放大电路(2)的输入连接，激振信号发生器的输入控制端接微处理器CPU的输入输出端。

本实用新型采用了传感器钢弦固有频率自动寻找和测周期的方法，使测量精度达0.05HZ，实现了弦式传感器的高精度测量。本实用新型的激振电压为低压5V，解决了现有测量仪表中需要高压激振的问题，提高了弦式仪器的使用寿命。本实用新型线路结构简单，操作使用方便，通用性好，不论是单线圈钢弦式传感器还是双线圈钢弦式传感器均能适用，可广泛用于水利水电、铁道、交通、矿山、石油等土工建筑物及地基的测量，效果十分理想。

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的激振电路电源理图；

图3是本实用新型的测量电路电原理图。

如图1-3，本实用新型的激振电路(1)中的开关电路可采用继电器及其控制电路构成，也可采用模拟开关及其控制电路构成。所述的开关电路可采用继电器RL及晶体管阵列集成块U4组成，其U4的输入端接微处理器CPU的对应输入输出口，U4的对应输出端接继电器RL的线圈，RL的输出从其常开触点b、d和常闭触点a、c引出，它们就作为转换开关K，其中a、c触点接滤波放大电路(2)的输入，b、d触点接激振信号发生器的输出。激振电路(1)中的激振信号发生器可采用光耦组成，也可采用晶体管组成，若采用光耦G，其输入端一端接电源，另一输入控制端接微处理器CPU的输入输出端PA7，光耦G的一输出端接继电器RL的常开触点b，另一输出端接地，RL的常开触点d接正电源。激振电路(1)可与一路钢弦式传感器VW连接，也可与多路传感器VW1、VW2、VW3……VWi连接，若与多路钢弦式传感器VW1、VW2、VW3……VWi连接时，各传感器VW1、VW2、VW3……VWi的输出端均通过各自的继电器RL1、RL2、RL3……RLi的输出触点与转换开关K的输入相连，各传感器VW1、W2、VW3……VWi对应的继电器RL1、RL2、RL3……RLi的线圈均与晶体管阵列集成块U4的对应输出端连接。本实用新型的测量电路(3)由可编程计时器U1，锁相环U3A、U3B，时基电路组成，其中U3A、U3B为双D触发器，时基电路由反相器U2B、U2C、晶振X1、电容C1、C2和电阻R1组成，滤波放大电路(2)的输出接锁相环的输入即U3B的时钟端CLK，锁相环的输出从U3B的Q端引出接可编程计时器U1的第一定时时钟端CLKO，锁相环的另一输出端从U3A的输出端Q引出接多路定时器U1中第二定时、第三定时的门控制端GATE1、GATE2，锁相环U3A、U3B的控制端CD接微处理器CPU的对应输入输出端PCO，时基电路的输出从U2C的输出端引出接可编程计时器U1的第二定时时钟端CLK1，U1的第二定时输出端OUT1与其第三定时时钟端CLK2之间接有反相器U2A，U1的数据地址端、片选端、读写端和控制端均与CPU的对应端相连。