振弦�傳感�(vibrating wire transducer)是以拉緊的金屬弦作為敏感元件的諧振式傳感器。當(dāng)弦的長度確定之后,其固有振動頻率的變化量即可表征弦所受拉力的大小,通過相應(yīng)的測量電�,就可得到與拉力成一定關(guān)系的電信��
振弦的固有振動頻率f與拉力T的關(guān)系為,式中l(wèi)為振弦的長度,ρ為單位弦長的質(zhì)量。振弦的材料與質(zhì)量直接影響傳感器的精�、靈敏度和穩(wěn)定�。鎢絲的性能�(wěn)�、硬度、熔點和抗拉�(qiáng)度都很高,是常用的振弦材料。此�,還可用提琴弦、高�(qiáng)度鋼�、鈦絲等作為振弦材料。振弦式傳感器由振弦、磁鐵、夾緊裝置和受力�(jī)�(gòu)組成。振弦一端固定、一端連接在受力機(jī)�(gòu)�。利用不同的受力�(jī)�(gòu)可做成測壓力、扭矩或加速度等的各種振弦式傳感器�
早期的壓力傳感器即采用振弦式。這種傳感器的振弦一端固�,另一端連結(jié)在彈性感壓膜片上。弦的中部裝有一塊軟�,置于磁鐵和線圈�(gòu)成的激勵器的磁場中。激勵器在停止激勵時兼作拾振器,或單�(shè)拾振�。工作時,振弦在激勵器的激勵下振動,其振動頻率與膜片所受壓力的大小有關(guān)。拾振器則通過電磁感應(yīng)獲取振動頻率
信號。振弦振動的激勵方式有間歇式和連續(xù)式兩�。在間歇激勵方式中,采用張弛振蕩器給出激勵脈�,并通過一個繼電器使線圈通電、磁鐵吸住弦上的軟鐵�。激勵脈沖停止后,磁鐵被松開,使振弦自由振動。此時在線圈中即�(chǎn)生感�(yīng)電勢,其交變頻率即為振弦的固有振動頻�。連續(xù)激勵方式又可分為電流法和電磁法。電流法將振弦作為等效的LC回路并聯(lián)于振蕩電路中,使電路以振弦的固有頻率振蕩。電磁法采用兩個裝有線圈的磁鐵,分別作為激勵線圈和拾振線圈。拾振線圈的感應(yīng)信號被放大后又送至激勵線圈去�(bǔ)充振動的能量。為減小傳感器非線性對測量精度的影�,需要選擇適中的工作頻段和設(shè)置預(yù)�(yīng)�,或采用在感壓膜的兩�(cè)各設(shè)一根振弦的差動式結(jié)�(gòu)�
這種傳感器可用于測量�(fā)動機(jī)軸的扭矩。測量時將整個裝置用兩個套筒卡在被測軸的兩個相鄰面�。兩個振弦傳感器分別跨接在兩個套筒的 4個凸柱上。當(dāng)軸傳遞扭矩時,軸�(chǎn)生扭�(zhuǎn)形變,軸的兩相鄰截面就扭�(zhuǎn)一個角�,使裝在卡筒上的兩個振弦傳感器中的一個受拉、一個受�。根�(jù)虎克定律,在彈性變形范圍內(nèi),軸的扭轉(zhuǎn)角度是與外加的扭矩成正比的,振弦的伸縮變形也就與外加的扭矩成正比。而振弦的振動頻率的平方差與它所受應(yīng)力成正比,因此可利用測量弦的振動頻率的方法來測量軸所承受的扭矩�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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