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專利名稱：一種單線圈振弦式儀器等精度頻率測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及巖土工程健康監測技術領域，特別是一種巖土工程安全監測儀器中的單線圈振弦式儀器的等精度頻率測量裝置。
背景技術：
在對巖土工程的安全監測中，通常采用振弦式(或稱鋼弦式)儀器等安全監測儀器監測巖土工程的應力應變、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力應變、溫度、接縫開度、滲漏和變形等)的時候，鋼弦會產生AL的拉伸變形，在彈性范圍內，同時考慮溫度T的影響，
F =足Χ(# + αΧΔΓ)，其中ΔΤ = Τ_Τ。，α為線膨脹系數，Τ。、α、K均為已知的恒常數。鋼弦的機械振動固有頻率f可以按如下公式獲得f =陣(1 -2λχ^ + (字)2)(1 +字)，其
權利要求1.一種單線圈振弦式儀器的等精度頻率測量裝置，包括激振裝置、開關電路和等精度頻率測量電路，所述開關電路分時段將激振裝置和等精度頻率測量電路分別與單線圈振弦式儀器中的頻率測量線圈相連；所述分時段是指開關電路先連通激振裝置和頻率測量線圈，激振裝置在頻率測量線圈兩端施加交變的掃頻激振信號，在永磁體的作用下形成交變電磁力，驅動鋼弦發生機械振動；開關電路再切斷激振裝置與頻率測量線圈之間的連接，鋼弦的機械振動形成單一頻率的駐波，頻率測量線圈兩端形成與鋼弦機械振動頻率一致的、 幅值衰減的感生電壓信號；開關電路再連通頻率測量線圈和等精度頻率測量電路，所述等精度頻率測量電路根據計數得到的感生電壓脈沖樣本數以及設置的標準參考脈沖頻率計數器的計數值，計算得到鋼弦的頻率，其特征在于，還包括感生電壓衰減監測電路，所述感生電壓衰減監測電路與等精度頻率測量電路相連，感生電壓衰減監測電路監測頻率測量線圈兩端生成的感生電壓信號的幅值衰減情況，并在監測到感生電壓信號的幅值衰減速度達到預定值時，向等精度頻率測量電路提供觸發信號，所述等精度頻率測量電路還根據感生電壓衰減監測電路提供的觸發信號，調整等精度頻率測量電路中的標準參考脈沖頻率來調整等精度頻率測量電路的測量時間。
2.根據權利要求1所述的單線圈振弦式儀器的等精度頻率測量裝置，其特征在于，所述等精度頻率測量電路包括主等精度頻率測量電路、輔助等精度頻率測量電路、邏輯控制電路和微控制器，所述邏輯控制電路分別與感生電壓衰減監測電路和微控制器相連，所述主等精度頻率測量電路包括主待測頻率計數器和主標準參考脈沖頻率計數器，所述輔助等精度頻率測量電路包括輔助待測頻率計數器和輔助標準參考脈沖頻率計數器，所述主標準參考脈沖頻率小于輔助標準參考脈沖頻率，所述邏輯控制電路接收到感生電壓衰減監測電路的觸發信號后，通過控制主等精度頻率測量電路向輔助等精度頻率測量電路的切換實現等精度頻率測量電路的測量時間的調整。
3.根據權利要求2所述的單線圈振弦式儀器的等精度頻率測量裝置，其特征在于，還包括放大電路和整形電路，所述開關電路通過放大電路與感生電壓衰減監測電路相連，所述開關電路依次通過放大電路和整形電路與等精度頻率測量電路相連，所述放大電路將頻率測量線圈兩端生成的感生電壓放大后再輸入至感生電壓衰減監測電路進行監測，所述整形電路將放大的感生電壓信號進行整形后再輸入等精度頻率測量電路。
4.根據權利要求2所述的單線圈振弦式儀器的等精度頻率測量裝置，其特征在于，所述邏輯控制電路為FPGA或CPLD。
5.根據權利要求3所述的單線圈振弦式儀器的等精度頻率測量裝置，其特征在于，所述感生電壓衰減監測電路包括依次連接的精密整流電路、濾波電路和電壓比較電路，所述精密整流電路與放大電路相連，電壓比較電路與邏輯控制電路相連。
專利摘要本實用新型涉及一種單線圈振弦式儀器等精度頻率測量裝置，該裝置包括激振裝置、開關電路和等精度頻率測量電路，開關電路分時段將激振裝置和等精度頻率測量電路分別與單線圈振弦式儀器中的頻率測量線圈相連；還包括感生電壓衰減監測電路，感生電壓衰減監測電路與等精度頻率測量電路相連，感生電壓衰減監測電路監測頻率測量線圈兩端生成的感生電壓信號的幅值衰減情況，并在監測到感生電壓信號的幅值衰減速度達到預定值時，向等精度頻率測量電路提供觸發信號，等精度頻率測量電路調整內部的標準參考脈沖頻率來調整測量時間。本實用新型的該裝置能自適應地調節測量過程的持續時間，提高了單線圈振弦式儀器等精度頻率測量的可靠性。
文檔編號G01H11/06GK202229841SQ20112034989
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者毛良明, 江修, 沈省三 申請人:基康儀器(北京)有限公司