振弦式传感器的工作原理及其特点-微型土压力盒钢筋测力计锚
振弦式传感器的工作原理及其特点
振弦式传感器（String Vibration Sensor）是一种常见的机械振动测量装置，广泛应用于工程领域的振动监测和控制中。
本文将介绍振弦式传感器的工作原理及其特点。
一、工作原理振弦式传感器的工作原理基于维纳-弗洛伊德方程（Wien-Floquet-Equation），即将传感器的振弦进行理论分析，其中振弦是一个由弹性材料制成的细长线性结构。
当振弦受到外部机械振动作用时，会引起它的振动，传感器通过测量振动的频率、振幅和相位等参数，来确定外部振动的强度和频率。
振弦式传感器通常由振弦、固定支承和传感器电子模块组成。
振弦的两端固定在支承上，当受到外部振动力作用时，振弦会发生弯曲振动或拉伸振动。
传感器电子模块通过电极对振弦进行振动信号的采集和分析，将振动信号转化为电信号输出，完成对振动信号的测量。
二、特点1.高精度测量：振弦式传感器采用先进的振动信号处理技术，能够实现高精度的振动测量。
传感器对振动信号的测量范围广，能够捕捉到微小的振动变化。
2.宽频率响应：振弦式传感器具有较宽的频率响应范围，可以测量多种类型振动的频率。
传感器能够满足不同应用场景下的频率要求，适用于多种机械设备的振动监测。
3.快速响应：振弦式传感器响应速度快，可以准确捕捉瞬态振动信号。
传感器具有良好的动态特性，适用于对快速振动变化的监测和控制。
4.稳定可靠：振弦式传感器采用高品质的材料和先进的制造工艺，具有良好的稳定性和可靠性。
传感器在长时间工作中能够保持较高的测量精度，具有较长的使用寿命。
5.易于安装和维护：振弦式传感器安装简便，可以灵活布置在需要监测的位置。
传感器的维护成本低，不需要频繁的校准和调整。
6.多种输出方式：振弦式传感器可以通过模拟信号输出或数字信号输出，方便与其他设备进行数据交互和处理。
传感器具有多种接口选项，适配不同的控制系统和数据采集设备。
7.广泛应用：振弦式传感器广泛应用于机械设备振动监测、故障诊断和预警等领域。
振弦式传感器的工作原理及其特点
振弦式传感器的工作原理及其特点振弦式传感器是一种常见的测量物理量的传感器，其工作原理是基于共振频率的变化。
该传感器通常由一根细长的弹性杆状物体（振弦）组成。
当受到外界物理量的作用时，振弦将发生弯曲、扭转等形变，从而改变其固有的共振频率。
通过测量共振频率的变化，我们可以得到外界物理量的相关信息。
振弦式传感器的工作原理可以通过简单的梁（杆）弯曲模型来解释。
当振弦受到外力作用时，它将在弯曲方向上振动。
振动的频率取决于振弦的弹性特性和几何尺寸。
在无外力作用时，振弦具有固有的基频。
当外力作用于振弦时，它将改变振弦的弹性特性和几何尺寸，从而改变其频率特性。
因此，通过测量频率的变化，我们可以获得外力的信息。
1.高灵敏度：振弦式传感器可以实现很高的灵敏度。
由于振弦对外力变化的响应非常敏感，因此可以检测到微小的力、压力、液位等变化。
这使得振弦式传感器在许多应用中非常有用，特别是需要高精度测量的场合。
2.宽测量范围：振弦式传感器适用于广泛的测量范围。
它可以测量从微小的力到大型结构的压力、应变等物理量。
通过选择合适的振弦材料和尺寸，可以实现不同范围的测量要求。
3.快速响应：由于振弦式传感器对外界物理量的变化非常敏感，因此其响应速度非常快。
这使得它在需要高频率反馈的快速响应系统中非常有用，例如振动测量和动态力学测量。
4.高精度：振弦式传感器具有高精确度。
通过精确计算和控制振弦的几何尺寸和材料特性，可以获得非常准确的测量结果。
此外，振弦式传感器的测量结果受到环境温度、湿度等因素的影响较小，因此可以在各种环境条件下获得可靠的测量数据。
5.强韧耐用：振弦式传感器通常采用高强度、耐腐蚀的材料制成，可以在恶劣的工作环境中使用。
其结构简单，无易损件，因此具有较长的使用寿命和良好的可靠性。
6.易于集成和安装：振弦式传感器可以灵活地设计和制造，便于集成到各种系统和设备中。
它们通常采用小型、轻量级的结构，易于安装和操纵。
此外，振弦式传感器可以通过合适的信号放大和处理电路，与其他设备进行接口连接，实现自动化控制和远程监测。
振弦式传感器原理
振弦式传感器原理
振弦式传感器是一种常见的测量和检测物理量的装置，它基于弦的振动频率与被测物理量之间的关系。
它由弦、传感元件和信号处理装置组成。
在振弦式传感器中，弦部分通常由金属或其他材料制成，具有一定的弹性和韧性。
当弦受到外力作用时，会发生振动，其频率与外力的大小成正比。
传感元件负责测量弦的振动频率，常见的传感元件包括压电陶瓷和电容式传感器。
传感元件会将振动频率转化为相应的电信号。
信号处理装置是振弦式传感器的核心部分，它负责接收传感元件输出的电信号，并对其进行放大、滤波和计算等处理。
在信号处理过程中，可以采用模拟电路和数字电路两种方式。
模拟电路一般用于较简单的振弦式传感器，而数字电路可实现更精确和复杂的信号处理。
振弦式传感器的工作原理基于弦的振动频率与外力之间的关系。
当外力作用在弦上时，会改变弦的振动频率，进而对应的电信号也会发生变化。
通过测量弦的振动频率或电信号的变化，可以推导出外力的大小或其他被测物理量的信息。
振弦式传感器具有灵敏度高、响应快、精度高等优点，因此在工业自动化控制、仪器仪表、机械制造等领域得到广泛应用。
它可以用于测量压力、力、扭矩、振动、位移等多种物理量，具有较大的适用范围。
振弦式称重传感器的工作原理及其特性
振弦式称重传感器的工作原理及其特性
陆悦明
【期刊名称】《上海计量测试》
【年(卷),期】1993(000)005
【总页数】3页(P12-14)
【作者】陆悦明
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TH715.103
【相关文献】
1.浅淡瑞士PESA数字振弦式质量传感器的工作原理及特性 [J], 马晓明
2.振弦式称重传感器的工作原理及其特性 [J], 陆悦明
3.振弦式称重传感器的工作原理及其特性 [J], 陆悦明
4.液压转换式振弦测力称重传感器评介 [J], 李晓东
5.矿用振弦式称重压力传感器的设计 [J], 郑丰隆;王晓宁;刘春晖;卫永琴
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3.5.13.5传感器测量原理振弦式传感器原理
June 10, 2004
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Introduction to thesis
3.5 钢弦式压力盒
3.5.1 基本原理 土压力盒的主要技术性能参数
• 灵敏度系数K
土压力盒在未受压力时：
f0
1 2L
0
•
土压力盒在受压力时： fi
1 2L
0
灵敏度系数 传感器系数
• 综合以上两式可得：
Pi
4L2 • A
，易于防潮，可用于长期观测，故在地下工程和岩土工程现场测 试和监测中得到广泛的应用。其缺点是灵敏度受压力盒尺寸的限 制，并且不能用于动态测试。该种传感器是测定地下结构和岩土 体压力最为常用的元件。
June 10, 2004
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Introduction to thesis
3.5 钢弦式压力盒
构造分类 现在使用的土压力盒，从盒体构造分，可以分为：
• 单膜式土压力盒 • 双膜式土压力盒
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土压力传感器
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Introduction to thesis
3.5 钢弦式压力盒
June 10, 2004
1——一次膜 2——盒体
3——后盖
单膜式土压力传感器
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Introduction to thesis
3.5 钢弦式压力盒
1——一次膜 2——盒体 3——后盖 4——二次膜
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3.5 钢弦式压力盒 3.5.2土压力盒的选择和埋设
土压力盒的埋设方法 直接埋设 预留孔埋设 量测墙体接触压力时 土压力盒的埋设
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3.5 振弦式传感器 3.5.3振弦式钢筋应力计
钢弦式钢筋应力计的构造 钢弦式钢筋应力计主要由传力应变管（钢管）、钢弦及其夹紧部 件、电磁激励线圈等组成。基本原理与钢弦式土压力盒相同。
振弦式土压力计的工作原理
振弦式土压力计的工作原理振弦式土压力计是一种常用于土力学研究中测量土体内应力的仪器。
它通过测量土体中传播的应力波的属性来间接测量土体内的应力。
其原理基于声学和弹性理论，采用压电陶瓷作为传感器，可以实现高精度的土壤压力测量。
振弦式土压力计的工作原理可以分为两个步骤：振弦激励和振弦响应。
首先，振弦激励。
振弦式土压力计由一个长而细的金属线构成，称为振弦。
振弦一端固定在测量装置上，另一端则连接到一个激励器上。
激励器通过施加固定频率的电磁力或力来激励振弦，使其从固有位置振动。
然后，振弦响应。
当振弦振动时，由于土体的存在，振弦会受到外部应力的影响。
土壤压力作用于振弦上，会改变振弦的振动特性。
振弦的振动频率和挠度会受到土壤压力的影响。
这一响应特性可以通过测量振弦的振动频率和振幅变化来间接测量土体内的应力。
具体来说，振弦式土压力计采用压电陶瓷作为传感器。
压电陶瓷具有压电效应，当施加压力时，会产生电压信号。
振弦一端连接到压电陶瓷传感器上，通过传感器来测量振弦的振动特性。
当土壤对振弦施加压力时，振弦的振动频率和振幅会发生改变，压电陶瓷传感器会感应到这种变化，并将其转化为电信号输出。
输出信号可通过连接到计算机或数据采集系统进行数据处理和分析。
为了减小外界的干扰，振弦式土压力计通常会采用双振弦结构。
其中一个振弦用来激励振动，另一个振弦用来测量土壤压力对振弦的影响。
通过对激励振弦和测量振弦之间的差异进行分析，可以获得更精确的土壤压力测量结果。
振弦式土压力计具有许多优点。
首先，它可以实现非侵入式的土壤压力测量，不需要在土体内安装传感器，减少了对土体的干扰。
其次，它具有较高的测量精度和灵敏度，可以测量较小的应力变化。
另外，它可以实时测量土壤压力，提供连续和准确的数据。
此外，振弦式土压力计适用于各种类型的土壤，包括饱和土、压缩土和反弹土等。
总结起来，振弦式土压力计通过测量土体中传播的应力波的属性来间接测量土体内的应力。
它利用振弦的振动特性和压电陶瓷传感器的压电效应，可以实现高精度和非侵入式的土壤压力测量。
振弦式传感器的工作原理
振弦式传感器的工作原理振弦式传感器是一种基于振动原理的传感器，能够测量物体的重量、压力、拉力、扭矩等物理量。
它主要由振动系统、传感器信号处理器等组成。
本文将详细介绍振弦式传感器的工作原理。
1. 振弦式传感器的基本结构振弦式传感器主要由振弦、加速度计和电子秤三部分组成。
振弦：振弦是传感器的核心部分，它由两个平行的弦组成，用来测量物体施加在传感器上的力。
加速度计：加速度计是用来测量振弦在振动过程中加速度的一种设备。
电子秤：电子秤是将电子元件与传统机械秤结合起来的一种智能秤，能够将振弦产生的信号转换成数字信号输出，从而实现精确的测量。
2. 振弦式传感器的工作原理振弦式传感器的原理基于振动原理，通过测量振弦在物体施加作用力的情况下，在垂直方向的振动状态和振动周期的变化，来确定物体的质量。
在静止状态下，传感器振弦处于稳定状态，平衡力和弹性力平衡。
但当施加作用力时，振弦发生弹性形变，暂时失去平衡状态，从而导致振弦发生振动。
振动过程中，振弦始终处于弹性变形状态，而变形程度和物体施加的力成正比。
同时，振弦的振动周期和物体的质量成正比，振动幅度和物体施加的力和质量也成正比。
加速度计则测量振弦在振动状态下的加速度，经过积分后得到振弦的振动位移。
进而通过信号处理器处理后，输出电信号进行计算和转换，最终得到物体的质量。
3. 振弦式传感器的优缺点3.1 优点1.测量范围大：振弦式传感器可以测量物体的重量、压力、拉力、扭矩等物理量，测量范围大。
2.精度高：振弦式传感器精度高，可以实现精确测量，并且稳定性好。
3.响应速度快：振弦式传感器相对于其他传感器响应速度较快，可以实现实时读取。
3.2 缺点1.价格高：振弦式传感器价格较高，不适合大规模生产。
2.使用不方便：振弦式传感器需要在物体上施加作用力才能测量，使用上较为不方便。
3.稳定性不够高：由于振弦式传感器振动时需要克服空气摩擦力和阻尼力等因素的影响，因此稳定性不够高。
4. 总结振弦式传感器通过测量振弦在振动过程中的振幅、频率等参数来测量物体的重量、质量、压力、拉力等物理量，具有测量范围大、精度高和响应速度快等优点。
振弦式传感器的工作原理及其特点
(2)随着电子、微机技术的发展，从实现测试微机化、智能化的先进测试要求来看，由于振弦传感器能直接以频率信号输出，因此，较电阻应变计模拟量输出能更为简单方便地进行数据采集、传输、处理和存储，实现高精度的自动测试。
振弦这种等幅连续振动的工作状态，符合柔软无阻尼微振动的条件，振弦的振动频率可由下式确定；
式中，f 0 ——初始频率；
L——钢弦的有效长度i
p一-钢弦材料密度；
σo ——钢弦上的初始应力。
由于钢弦的质量m、长度L、截面积S、弹性模量E可视为常数，因此，钢弦的应力与输出频率f 0建立了相应的关系。当外力F未施加时，则钢弦按初始应力作稳幅振动，输出初频f 0；当施加外力(即被测力——应力或压力)时，则形变壳体(或膜片)发生相应的拉伸或压缩，使钢弦的应力增加或减少，这时初频也随之增加或减少。因此，只要测得振弦频率值f，即可得到相应被测的力——应力或压力值等。
为此，振弦传感器得到了迅速的发展和应用。在国外，德国的MAlHAK、法国的TELEMAL、美国的SINCO和FOXBORO、英国的SCHLUBERGER及挪威等多家公司，都有振弦传感器的系列产品。国内从60年代起，先后研制开发了适合各种测试目的的多种振弦传感器的系列产品，如振弦式压力计、土压力计、空隙水压力计、应变计、测力(应力)计、钢筋计、扭力计、位移计、反力计、吊重负荷计、倾斜计等等。它们广泛应用于港口工程、土木建筑、道路桥梁、矿山冶金、机械船舶、水库大坝、地基基础等测试，已成为工程、科研中一种不可缺少的测试手段，显示出了其广阔应用和发展的前景。
振弦式传感器的工作原理及其特点
60年代起，先后研制开发了适合各种测试目的的多种振弦传感器的系列产品，如振弦式压力计、土压力计、空隙水压力计、应变计、测力（应力）计、钢筋计、扭力计、位移计、反力计、吊重负荷计、倾斜计等等。
它们广泛应用于港口工程、土木建筑、道路桥梁、矿山冶金、机械船舶、水库大坝、地基基础等测试，已成为工程、科研中一种不可缺少的测试手段，显示出了其广阔应用和发展的前景。
2.工作原理振弦式传感器由受力弹性形变外壳（或膜片）、钢弦、紧固夹头、激振和接收线圈等组成。
钢弦自振频率与张紧力的大小有关，在振弦几何尺寸确定之后，振弦振动频率的变化量，即可表征受力的大小。
现以双线圈连续等幅振动的激振方式，来表述振弦式传感器的工作原理。
如图丨所示，工作时开启电源，线圈带电激励钢弦振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势由接收线圈送入放大器放大输出，同时将输出信号的一部分反馈到激励线圈，保持钢弦的振动，这样不断地反馈循环，加上电路的稳幅措施，使钢弦达到电路所保持的等幅、连续的振动，然后输出的与钢弦张力有关的频率信号。
接收贱圈输止團］掘弦旬割S器工作原理團（连鮭超D振弦这种等幅连续振动的工作状态，符合柔软无阻尼微振动的条件，振弦的振动频率可由下式确疋;L --- 钢弦的有效长度i p 一-钢弦材料密度；（T 0——钢弦上的初始应力。
由于钢弦的质量m长度L、截面积S、弹性模量E可视为常数，因此，钢弦的应力与输出频率f 0 建立了相应的关系。
当外力F未施加时，则钢弦按初始应力作稳幅振动，输出初频 f 0 ;当施加外力（即被测力——应力或压力）时，则形变壳体（或膜片）发生相应的拉伸或压缩，使钢弦的应力增加或减少，这时初频也随之增加或减少。
因此，只要测得振弦频率值f,即可得到相应被测的受力壳体钢弦式中，f 0初始频率;力——应力或压力值等。
3.振弦的激振方式振弦式传感器的振弦是钢弦，通过激振产生振动。
振弦激振的方式分为间歇触发激振和等幅连续激振。
振弦式锚索计原理-概述说明以及解释
振弦式锚索计原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述振弦式锚索计是一种用于测量挠度和应变的高精度仪器，广泛应用在土木工程、建筑结构、桥梁等领域。
它利用振弦原理和传感器技术，可以实时监测和分析结构体的变形情况，为工程安全和结构健康提供重要参考。
本文将详细介绍振弦式锚索计的工作原理、应用领域和发展前景。
通过对振弦式锚索计的深入了解，可以更好地认识其在工程领域的重要作用，并为其后续研究和应用提供指导。
1.2 文章结构文章结构部分内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的。
在概述部分，将介绍振弦式锚索计这一主题，并简要介绍其重要性和应用价值。
文章结构部分将对整篇文章的结构进行概述，让读者对全文有一个整体的了解。
目的部分则说明了本文撰写的目的和意义。
正文部分将详细介绍振弦式锚索计的原理概述、工作原理和应用领域。
结论部分将总结振弦式锚索计的优势，展望其未来发展，并进行最终的总结。
整个文章结构严谨清晰，逻辑性强，能够循序渐进地引导读者了解振弦式锚索计的相关内容。
1.3 目的本文的目的在于深入探讨振弦式锚索计的原理和工作机制，以及其在工程领域的应用。
通过对振弦式锚索计的原理进行详细分析和解释，我们旨在帮助读者更好地理解该技术的优势和特点，以及对工程项目的重要性。
同时，本文还将展望振弦式锚索计在未来的发展潜力，为相关领域的技术创新和进步提供一定的参考和启示。
通过本文的研究和讨论，我们希望能够为读者对振弦式锚索计有一个全面和深入的了解，并为相关领域的工程技术发展做出一定的贡献。
2.正文2.1 振弦式锚索计原理概述振弦式锚索计是一种利用振弦原理来测量锚索张力的仪器。
在工程领域中，锚索常常用于支撑桥梁、建筑物和其他结构物，因此准确测量锚索的张力对于确保结构物的安全和稳定至关重要。
振弦式锚索计利用了振弦的原理来测量锚索的张力。
振弦是一种具有张力的弦，在受到张力作用时，弦会产生振动。
振弦式锚索计利用测量振弦在不同张力下的振动频率和振幅的变化，从而计算出锚索的张力。
振弦式应变传感器特性研究_张莉
收稿日期:2004-06-28作者简介:张 莉(1973-),女,山西平顺人,工程师,硕士,从事煤炭技术开发与管理工作。
理论研究振弦式应变传感器特性研究张 莉(天地科技股份有限公司,北京和平里 100013)摘 要:振弦式应变传感器具有很多特点和优点,稳定性好,可靠性高,近年来被一些重大工程如核电站安全壳、煤矿井巷等所广泛选用。
介绍了振弦式应变传感器基本原理,工作特征和使用选型。
关键词:振弦式应变传感器;应变;频率;灵敏系数中图分类号:T H87 文献标识码:A 文章编号:1005-2798(2004)05-0002-031 工作原理将一根金属丝(弦)两端固定然后张拉,金属丝内部将产生一定的张力,此时金属丝的固有振动频率与其内部张力就具有一定的定量关系,根据动力学原理可以得到金属丝振动公式(1)。
f =k l σρ(1)式中:f ———金属弦的振动频率,Hz ;k ———0,1,2……;σ———金属丝内部张力,N ;l ———金属丝长度,m ;ρ———金属丝密度,kg /m 。
由公式(1)知,金属丝振动频率与张力的平方成正比,当金属丝内部张力变化时,其固有振动频率将随之发生变化,通过测试弦的固有振动频率的变化就可以确定其内部张力,而内部张力可以由结构应变引起,振弦式应变传感器就是根据这一原理而制成。
振弦式应变传感器结构,见图1。
一根金属钢丝弦两端被固定,外部有一金属管起支撑和保护作用,金属管的中间位置有一个激励线圈和测温电阻,用一个脉冲电压信号去激励线圈,线圈中将产生变化的磁场,钢丝弦在磁场作用下产生衰减振动,振动频率为钢丝弦固有频率,因此可知钢丝弦固有频率与其长度、内部张力有关。
当传感器两端受到压缩或拉伸时,其内部张力将发生变化,从而引起钢丝弦固有频率的变化,所以通过钢丝弦的固有频率的变化,可以方便地测出外界应变的变化。
振弦式传感器主要有两种工作方式,一种是单线圈激励方式,另一种为双线圈激励方式。
振弦式压力传感器原理
振弦式压力传感器原理振弦式压力传感器原理振弦式压力传感器是一种常用的压力测量设备，其原理基于振弦在受力时的共振频率变化。
以下将从浅入深地解释振弦式压力传感器的原理及其工作过程。
原理概述振弦式压力传感器的原理基于以下几个关键点：1.振弦：振弦是指由材料制成的细长弹性体，具有一定的弹性和质量。
2.共振频率：振弦在特定长度和拉力下的自然振动频率，与振弦的长度、材料和张力有关。
3.压力引起的张力变化：施加在振弦上的压力会导致张力的变化，进而改变振弦的共振频率。
工作原理振弦式压力传感器的工作过程可以简述为以下几个步骤：1.安装：将振弦式压力传感器安装在待测对象上，使其与压力源接触。
2.张力变化：当压力引起的张力变化作用在振弦上时，振弦的共振频率会发生改变。
3.传感器检测：传感器通过测量振弦的共振频率变化来间接检测压力的大小。
4.传输信号：传感器将测得的数据转化为电信号，并传输给外部设备进行进一步的处理和分析。
振弦式压力传感器的关键设计因素1.振弦材料：振弦的材料决定了其弹性和共振频率的范围。
常见的振弦材料包括金属、合金和聚合物等。
2.振弦长度：振弦长度与共振频率呈反比关系，较短的振弦共振频率较高，较长的振弦共振频率较低。
3.张力控制：振弦的张力会影响到振弦的共振频率，因此需要对张力进行精确控制，以确保传感器的准确性和稳定性。
4.灵敏度调节：通过调节振弦的长度、张力和材料等参数，可以调节传感器的灵敏度，以满足不同应用需求。
优势和应用领域振弦式压力传感器具有以下优势：•高精度: 通过监测共振频率变化，能够实现较高的精确度和稳定性。
•高可靠性：振弦式压力传感器结构简单，没有移动部件，因此具有较长的使用寿命和较高的可靠性。
•宽测量范围：通过调节振弦的参数，可以满足不同压力范围的测量需求。
振弦式压力传感器广泛应用于以下领域：•工业控制和自动化•制造业和工艺监测•石油和化工行业•医疗设备和生物医学研究等。
结论振弦式压力传感器利用振弦在压力引起的张力变化下的自然共振频率变化，间接测量压力大小。
土压力传感器原理
土压传感器工作原理土压传感器是一种用于土壤力学研究和检测土压力测的一种传感器，它具有输出电流稳定，检测精度高，以及价格便宜等的特点，因此在很多的领域都在应用。
在工作的时候，土压传感器的检测头的活塞，就会被施工一定的压力，这个压力就会让活塞产生了位移，从而使得检测头的固定座和连接接头，组成的一个密闭腔里面的合成油发生压缩，这样合成油就形成了压力了。
在合成油受到了一定的压力后，它就会作用在膜片上，以让膜片产生一些微小的位移，这个位移的多少是和合成油的压力成正比的。
在膜片发生了位移之后，就会让电器检测系统总成内部的电阻的阻值发生了变化，当输入了一定的电压的时候，它的电流就会发生改变了。
这个变化的电流值，就会转化为泥土仓或者是螺旋输送器出土口的土压的电流信号了。
弹性体为周边固支晒形板，薄板在油腑压力作用下产生经向、切向应变，在适当部位粘应变计，并组成差动式惠斯登电桥，供给激励电源即可输出与土压力成线性关系的电信号。
利用单晶硅的压阻效应而构成。
采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。
当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。
当土压力作用于压力盒承压膜上，承压膜即产生微小挠性变形，使油枪内液体受压，因液体不可压缩特性而产生液体压力，通过管路传到压力传感器的受压膜上，使得振弦式传感器的自身频率发生变化，通过振弦读数仪，测得相应的变化值，经换算即可求得所测土压力值。
振弦式土压力计适用于长期埋设在土体或土石体内部。
测量土中建筑物（结构物）如：挡土墙、桥墩、管道、钻孔桩及隧洞衬砌等的接触压力。
产品特点一体化二次感应设计。
充分考虑压力盒体与土体的匹配及边界应力的影响，可实现精确测量。
输出灵敏度高，满量程输出可达 3000 字。
设计制造高品质，确保长期稳定、可靠。
振动探测器的基本工作原理及特点
振动探测器的基本工作原理及特点常用的几种振动探测器根据所使用的振动传感器的不同，振动探测器可分为：振动光纤探测器、泄漏电缆探测器、机械式振动探测器、惯性棒电子式振动探测器、电动式振动探测器、压电晶体振动探测器、电子式全面型振动探测器等多种类型。
不同类型的振动探测器其工作机理及安装要求也各有差异，以北京三安古德“sa-z8”振动探测器为例，它属于压电晶体振动探测器。
振动探测器的安装使用要点1．振动探测器属于面控制型探测器，室内明装、暗装均可，通常安装于可能入侵的墙壁、天花板、地面或保险柜上；2．探测器安装要牢固，振动传感器应紧贴安装面，安装面应为干燥的平面；3．安装于墙体时，距地面高2-2.4ｍ为宜，探测器垂直于墙面；4．埋入地下使用时深度为10cm左右，不宜埋入土质松软地带；5．振动探测器不宜用于附近有强震动干扰源的场所；6．安装的位置应远离振动源(如旋转的电机、变压器、风扇、空调)，如无法避开震动源，则视振动源震动情况，距离振动源1-3米；7．注意在振动探测器频率范围内的高频震动、超声波的干扰容易引起误报。
玻璃破碎探测器玻璃破碎探测器是专门用来探测玻璃破碎的探测器。
当犯罪分子打碎玻璃试图入侵作案时，即可发出报警信号。
以北京三安古德“sa-z8”玻璃破碎探测器为例，其是属于次声波—玻璃破碎高频声响双技术探测器。
因此它也是一种双鉴探测器，此种类型的探测器比普通的声控型单技术玻璃破碎探测器或声控—振动型双技术玻璃破碎探测器的性能有了进一步的提高，是目前较好的一种玻璃破碎探测器。
探测玻璃破碎高频声响的原理玻璃破碎时发出的响亮刺耳的声音频率是处于大约10～15KHZ 的高频段范围内。
将带通放大器的带宽选在10～15KHz的范围内，就可将玻璃破碎时产生的高频声音信号取出，从而触发报警。
但对人的脚步声、说话声、雷雨声等却具有较强的抑制作用，从而可以降低误报率。
次声波的产生次声波是频率低于20Hz的声波，属于不可闻声波。
振弦式钢筋计 原理
振弦式钢筋计原理嗨，朋友！今天咱们来聊聊振弦式钢筋计这个超有趣的小玩意儿。
振弦式钢筋计啊，就像是一个小小的侦探，专门探测钢筋的秘密呢。
它的原理其实还挺好玩的。
你看啊，振弦式钢筋计里面有一根弦，这根弦可不得了，就像整个仪器的小灵魂一样。
这根弦被安装在钢筋计里面，当钢筋受到力的时候，不管是拉力还是压力，就会把这个力传递给振弦式钢筋计。
想象一下，钢筋就像是一个大力士，它一用力，振弦式钢筋计里面的弦就会有反应。
这根弦在力的作用下，它的振动频率就会发生变化。
就好像你在弹吉他的时候，你用力拨弦和轻轻拨弦，弦发出的声音频率是不一样的吧。
振弦式钢筋计里的这根弦也是这样，钢筋的力就是那只拨弦的手。
那这个振动频率的变化怎么就能知道钢筋的受力情况呢？这就涉及到一个很巧妙的关系啦。
振弦式钢筋计里面有专门的装置，可以精确地测量出弦的振动频率。
而且啊，这个振动频率和钢筋所受的力之间是有一个固定的数学关系的。
就像是一种密码一样，科学家们通过大量的实验和研究，已经把这个密码给破解了。
比如说，当钢筋受到的拉力增加的时候，振弦的振动频率就会按照这个密码对应的规律升高。
反之，如果钢筋受到压力，振弦的振动频率就会降低。
然后呢，我们通过测量这个振动频率的变化，再根据那个神秘的数学关系，就能算出钢筋到底受到了多大的力啦。
你可能会想，这振弦式钢筋计怎么就这么聪明，能把这些都搞清楚呢？其实啊，这背后都是工程师们的智慧结晶。
他们精心设计了这个仪器的每一个部分，从振弦的选材到整个仪器的结构，都是为了让这个测量能够准确又可靠。
振弦式钢筋计在很多地方都发挥着超级重要的作用呢。
比如说在建筑工地上，那些高楼大厦的钢筋结构可都得靠它来监测。
就像一个贴心的小护士一样，时刻关注着钢筋的健康状况。
要是钢筋受力不正常了，振弦式钢筋计就能及时发现，然后工程师们就可以采取措施，避免可能出现的危险。
再比如说一些大型的桥梁工程，那些桥梁的钢筋就像是桥梁的骨架一样重要。
振弦式钢筋计就默默地守护着这些骨架，不管是风吹雨打，还是车辆来来往往给桥梁带来的压力，它都能精确地测量出钢筋的受力变化。
振弦式钢筋计原理
振弦式钢筋计原理
嘿，大家好呀！今天咱要来聊聊振弦式钢筋计原理，这可真是个超级有趣的东西呢！
你想想啊，就好比我们人有自己的感知能力，能感受周围的变化，振弦式钢筋计也有它独特的“感知方式”呀！它就像是建筑工程里的小侦探一样。
比如说在一个大桥的建设中，钢筋可是起着至关重要的作用，这时候振弦式钢筋计就上场啦！
它到底是怎么工作的呢？其实啊，它里面有根弦，就像琴弦一样呢。
当钢筋受到力的作用，比如被拉伸或者挤压的时候，这根弦的振动频率就会发生变化。
哇，是不是很神奇？就如同我们高兴的时候心跳会加快，而振弦式钢筋计也会因为外界的影响而有不同反应呢。
咱再拿盖房子来打个比方吧，要是没有振弦式钢筋计时刻监测着钢筋的情况，那不就像闭着眼睛走路一样危险嘛！它能及时告诉我们钢筋是不是安全，有没有出问题，这多重要啊！
在实际操作中，技术人员会把振弦式钢筋计安装在钢筋上，然后通过一些仪器来读取它的数据，就像医生用仪器检查我们的身体一样。
大家说这是不是超厉害的？
振弦式钢筋计原理虽然有点复杂，但是一旦你搞明白了，你就会觉得，哎呀，原来这么简单又这么有用啊！它真的是建筑工程中的好帮手，能让我们的建筑更加安全牢固。
所以说啊，可别小瞧了这个小小的振弦式钢筋计哦，它的作用可是大大的呢！
总之，振弦式钢筋计就如同一位默默守护的卫士，为建筑的安全保驾护航，让人怎能不对它感兴趣呢！。
振弦式传感器是以被拉紧了的细弦作为敏感元件PPT学习教案
振弦式传感器是以被拉紧了的细弦作为 敏感元件
会计学
1
频率式及数字式传感器是近年来在电子 技术、测试技术、计算机技术和半导体集成 电路技术的基础上迅速发展起来的一种较新 的传感器类型。其优点是体积小，重量轻， 结构紧凑，分辨率高，精度高，以及便于数 据传输、处理和存储。随着数字处理及计算 机技术的发展，频率式及数字式传感器将是 一种很有前途的传感器品种。
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二、频率测量方案
1、激励方式
1）
（1） 图5-1-1（a）为自激式： 在弦的两侧放一永久磁铁， 工作 时， 弦中通以脉冲电流， 脉冲 电流受磁场作用使弦起振。 起振 后， 弦作为导体在磁场中运动， 感应出交变电动势， 通过测量感 应电动势的频率， 即为振弦的自 由振动频率。
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一、振弦式频率传感器的结构原理
振弦式传感器是以被拉紧了的细弦作为敏感元件， 其结构如图5-1-1所示。
1—振弦 2—绝缘 夹具 3—夹具 4—永久磁铁线圈 5—膜片 6—永久 磁铁 7—激励电 磁铁 8—软铁块
图5-1-1 （a） 自激式； （b） 他激式； （c） 激励与输出波形
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2、测量电路
频率的测量常用两种方法，一是直读法，即将传感器 的输出电动势经放大、整形后送计数器显示其频率值，或 者用数字频率计测量；二是比较法，即将传感器输出电动 势的频率与标准振荡器发出的频率相比较， 当两者频率相 等时，标准振荡器所指频率值就为被测频率值。 常用的比 较方法有用示波器显示的李沙育图形法、 用单机指示的谐 振法及用检零指示器测量的差频法等。
振弦式 采集原理
振弦式采集原理振弦式采集原理引言：振弦式采集是一种常见的传感器采集原理，该原理利用振弦的振动来测量物理量的变化。
通过将物理量转化为振弦的振幅或频率变化，可以实现对物理量的准确测量。
本文将介绍振弦式采集的基本原理、工作原理以及应用领域。
一、振弦式采集的基本原理振弦式采集的基本原理是利用振弦的振动特性来测量物理量的变化。
振弦是一种细长的弹性杆，可以在一端固定，另一端自由振动。
当物理量作用于振弦时，振弦的振动特性会发生变化，从而可以通过测量振弦的振幅或频率来获取物理量的信息。
二、振弦式采集的工作原理振弦式采集的工作原理分为以下几个步骤：1.固定振弦：将振弦的一端固定在支撑结构上，确保振弦的另一端可以自由振动。
2.激励振弦：通过外部激励源对振弦进行激励，使其产生振动。
常见的激励源包括电磁激励、声波激励等。
3.测量振弦的振幅或频率：通过传感器测量振弦的振幅或频率变化。
常见的传感器包括光电传感器、压电传感器等。
4.转化为物理量：根据振弦的振幅或频率变化，经过一定的数学模型和算法，将其转化为所需测量的物理量。
三、振弦式采集的应用领域振弦式采集广泛应用于各个领域，如工业生产、科学研究、医学诊断等。
以下是几个典型的应用领域：1.力学测量：振弦式采集可用于测量物体的重量、压力、扭矩等力学量。
通过测量振弦的振幅或频率变化，可以准确地获取物体的力学信息。
2.环境检测：振弦式采集可用于测量环境中的温度、湿度、气体浓度等参数。
通过将这些参数转化为振弦的振幅或频率变化，可以实现对环境的准确监测。
3.医学诊断：振弦式采集可用于医学领域的诊断和监测。
例如，可以通过测量人体的呼吸频率、心跳频率等参数，来判断人体的健康状况。
4.结构监测：振弦式采集可用于对建筑物、桥梁等结构进行监测。
通过测量振弦的振幅或频率变化，可以及时发现结构的变形或破坏，从而保证结构的安全性。
结论：振弦式采集是一种常见且有效的传感器采集原理，通过测量振弦的振幅或频率变化，可以实现对物理量的准确测量。
8.2振弦式传感器
8.2.1 工作原理 8.2.2 激振装置 8.2.3 振弦传感器的误差 8.2.4 振弦式传感器应用
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概述
✓ 振弦式传感器具有良好的测量特性，它可以做到小于0.1% 的非线性特性，0.05%的灵敏度和小于0.01%/℃的温度误差。
✓ 此外，传感器的结构和测量电路都比较简单。 ✓ 广泛应用于精密的压力、力、扭矩等测量中。
✓ 根据以下三式
d
dt
， eBle ，和 FL BeliL
可得
eBed d ltB ked d lF tLB k 2 le2d d itL （8.2.6）
式中，iL为对应于力FL的电流。
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✓ 由式（8.2.6）可以看出，振弦的弹簧作用相当于电路中
的电感，其等效电感为
L B 2le2 k
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图8.2.1 振弦式传感器工作原理 (a) 结构示意 (b)电路原理图
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✓ 振弦在电路中可以等效为一个并联的LC回路。
✓ 如图8.2.1（a），一根有效长度为le的振弦在磁感应强 度为B的磁场中振动时，振弦上有感应电动势e产生和电 路i流过。
✓ 此时，振弦所感受的力为： FBlei。
图8.2.2 振弦传感器的自激振动方式原理图 a) 磁电式变换器 b）电磁式变换器
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（2）电磁式变换器
✓ 图8.2.2b为电磁式变换器的原理图，其中有两个磁钢和 两个线圈。线圈1激励振弦振动，线圈2拾振并产生感应 电动势。
✓ 图中线圈2检测到的电动势e被送到放大器输入端，经放 大后送到电磁铁线圈1以补充能量。
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由于传感器零件的金属材料膨胀系数的不同，造成了温度误差。为减小这一误差，在零件材料选择上，除尽量考虑达到传感器机械结构自身的热平衡外，并从结构设计和装配技术上不断调整零件的几何尺寸和相对固定位置，以取得最佳的温度补偿结果。实践结果表明，传感器在-10 -55℃使用温度范围内时，温度附加误差仅有1.5Hz／lO℃。
4.4稳定性
振弦式传感器是机械结构式的，它不受电流、电压、绝缘等电参数的影响，因此，零点稳定。这是这类传感器的突出优点。但若材料选择处理不当，由于残余应力、蠕变等因素，会严重影响传感器的稳定性。为了提高振弦式传感器的长期稳定性，必须严格选择材料、工艺处理、加工方法并进行时效处理，才能保证其良好的稳定性。
振弦式传感器的工作原理及其特点
1.概述
振弦式传感器是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号，因此，具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点。与工程、科研中普遍应用的电阻应变计相比，有着突出的优越性：
3.振弦的激振方式
振弦式传感器的振弦是钢弦，通过激振产生振动。振弦激振的方式分为间歇触发激振和等幅连续激振。
3.1问歇触发激振
目前，单线圈形式的振弦传感器，均采用间歇触发的激振方式。如图2所示，由张驰振荡器产生激振脉冲，当脉冲信号发出，则吸动继电器，通过常开触头，将触发电压加于振弦传感器的激振线圈上，产生电磁力，吸动钢弦；当脉冲终止时，继电器释放，松开钢弦，从而产生自由振动并切割磁力线，在激振线圈中产生感应电势，通过继电器常闭触头输入测试仪器，测得钢弦的振动频率。
振弦这种等幅连续振动的工作状态，符合柔软无阻尼微振动的条件，振弦的振动频率可由下式确定；
式中，f 0 ——初始频率；
L——钢弦的有效长度i
p一-钢弦材料密度；
σo ——钢弦上的初始应力。
由于钢弦的质量m、长度L、截面积S、弹性模量E可视为常数，因此，钢弦的应力与输出频率f 0建立了相应的关系。当外力F未施加时，则钢弦按初始应力作稳幅振动，输出初频f 0；当施加外力(即被测力——应力或压力)时，则形变壳体(或膜片)发生相应的拉伸或压缩，使钢弦的应力增加或减少，这时初频也随之增加或减少。因此，只要测得振弦频率值f，即可得到相应被测的力——应力或压力值等。
4.振弦式传感器的特性
4.1非线性
由(1)式可知，振弦式传感器的特性曲线是非线性的，测试的量值需用查对率定曲线的办法进行判定，是相当麻烦的。因此，必须进行线性回归，作线性化处理。在选择了较佳的传感器工作频段时，从实测数据对比，其线性误差可小于2‰，能较为简便地适应自动测试分析，也能保证较高的测试精度。
(1)振弦传感器有着独特的机械结构形式并以振弦频率的变化量来表征受力的大小，因此具有长期零点稳定的性能，这是电阻应变计所无法比拟的。在长期、静态测试传感器的选择中，振弦传感器已成为取代电阻应变计、而广泛应用于工程、科研的长期原观的测试手段。
(2)随着电子、微机技术的发展，从实现测试微机化、智能化的先进测试要求来看，由于振弦传感器能直接以频率信号输出，因此，较电阻应变计模拟量输出能更为简单方便地进行数据采集、传输、处理和存储，实现高精度的自动测试。
两种技术的构成不同，带来一些性能上的差异。一般而言，“拨振”-单线圈方式由于在传感器内的电子部件降低到最低限度，传感器的可靠性及耐恶劣环境性都更好一些；同时，由于只采用一个线圈，传感器的体积可以做得很小(而自动谐振式传感器需要更长的钢弦以便容纳两个线圈)；此外，由于单线圈振弦仪器只需两芯电缆，总体费用也更便宜。而“自动谐振”-双线圈方式的优点是可通过高速计数技术或把频率转换成电压方式在一定范围可进行动态应变测量(通常动态信号输人频率限制在大约1OOHz内，这主要取决于传感器的谐振频率)。自动谐振”技术的另一优点是可以使用通用的频率计和数据记录仪即可读取其它制造商的自动谐振传感器的数据。
3.2等幅连续激振
采用这种激振方式的振弦传感器具有激励和接收两组带磁钢的电磁线圈，与放大电路、反馈和稳幅电路组成等幅的振荡器。在开启电源时激励钢弦，钢弦切割磁力线而在接收线圈中产生感应电势，将其输出放大，并反馈到激励线圈补足能量，不断循环。在稳幅电路限制的反馈量下，达到等幅连续振荡的激振方式，萁振动频率即为钢弦的自振频率。
为此，振弦传感器得到了迅速的发展和应用。在国外，德国的MAlHAK、法国的TELEMAL、美国的SINCO和FOXBORO、英国的SCHLUBERGER及挪威等多家公司，都有振弦传感器的系列产品。国内从60年代起，先后研制开发了适合各种测试目的的多种振弦传感器的系列产品，如振弦式压力计、土压力计、空隙水压力计、应变计、测力(应力)计、钢筋计、扭力计、位移计、反力计、吊重负荷计、倾斜计等等。它们广泛应用于港口工程、土木建筑、道路桥梁、矿山冶金、机械船舶、水库大坝、地基基础等测试，已成为工程、科研中一种不可缺少的测试手段，显示出了其广阔应用和发展的前景。
4.2灵敏度
数再求导数，
上式表示相应于单位应力增量引起基频的改变量，称为振弦的灵敏度。由上式可见，要提高灵敏度最有效的办法是缩短弦长，同时在保证振弦能稳定起振的情况下，钢弦应力尽可能小些。此外，采用细弦，减小抗弯刚度，也可以提高灵敏度。但振弦应满足柔软无阻尼振动运动微分方程，故钢弦不能过短，弦长与直径之比应大于200，—般在300-400之间为宜。
2.工作原理
振弦式传感器由受力弹性形变外壳(或膜片)、钢弦、紧固夹头、激振和接收线圈等组成。钢弦自振频率与张紧力的大小有关，在振弦几何尺寸确定之后，振弦振动频率的变化量，即可表征受力的大小。
现以双线圈连续等幅振动的激振方式，来表述振弦式传感器的工作原理。如图l所示，工作时开启电源，线圈带电激励钢弦振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势由接收线圈送入放大器放大输出，同时将输出信号的一部分反馈到激励线圈，保持钢弦的振动，这样不断地反馈循环，加上电路的稳幅措施，使钢弦达到电路所保持的等幅、连续的振动，然后输出的与钢弦张力有关的频率信号。