[发明专利]一种基于在线修正的桥式振弦应变计

说明书

本发明公开了一种基于在线修正的桥式振弦应变计，第一振弦固定于第一、第二固定端之间，第二振弦固定于第二、第三固定端之间，第三振弦固定于第四、第五固定端之间，第四振弦固定于第五、第六固定端之间，第一振弦上设置可引发激振的第一激振电磁线圈，第二振弦上设置可引发激振的第二激振电磁线圈，第三振弦上设置可引发激振的第三激振电磁线圈，第四振弦上设置可引发激振的第四激振电磁线圈，检测仪器分别与第一、第二、第三及第四激振电磁线圈相连接，第一与第二电磁线圈串联、第三与第四电磁线圈串联，这两部分串联结构组成并联结构，四部分激振电磁线圈为对称关系，可有效提高应变计灵敏性、精度、抗干扰能力及测量数据有效性。

技术领域

本发明涉及一种桥式振弦应变计，具体涉及一种基于在线修正的桥式振弦应变计。

背景技术

振弦式应变计是工程上常用的结构应变监测装置，其优点是结构简单，工作可靠，输出信号为标准的频率信号，非常方便计算机处理。但是由于传统的振弦式应变计的工作环境较为复杂，在实际应用过程中，应变计的灵敏度及数据的测量精度会受到外界环境的干扰影响，同时存在数据采样速率较低及采样点数较少的问题，并且随着时间推移，振弦式应变计普遍存在振弦老化或振弦可塑性变差导致测量振动信号参数精度下降的问题，由于这些因素的影响，导致数据的准确性及有效性降低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于在线修正的桥式振弦应变计，该应变计的抗干扰能力强、灵敏度高并且数据的精度、采样速率及采样点数都有了一定的提高，进而使得测量数据更加准确有效。

为达到上述目的，本发明所述的基于在线修正的桥式振弦应变计包括第一固定端、第二固定端、第三固定端、第四固定端、第五固定端、第六固定端、第一振弦、第二振弦、第三振弦、第四振弦及检测仪器；

第一固定端、第二固定端及第三固定端均匀分布在中间及两侧，第一振弦固定于第一固定端与第二固定端之间，第二振弦固定于第二固定端与第三固定端之间，第四固定端、第五固定端及第六固定端均匀分布在中间及两侧，第三振弦固定于第四固定端与第五固定端之间，第四振弦固定于第五固定端与第六固定端之间，第一振弦上设置有用于对第一振弦产生激振的第一激振电磁线圈，第二振弦上设置有用于对第二振弦产生激振的第二激振电磁线圈，第三振弦上设置有用于对第三振弦产生激振的第三激振电磁线圈，第四振弦上设置有用于对第四振弦产生激振的第四激振电磁线圈，检测仪器分别与第一激振电磁线圈、第二激振电磁线圈、第三激振电磁线圈及第四激振电磁线圈相连接。

第一振弦、第二振弦、第三振弦及第四振弦的长度、材质及弹性模量均相同，从而能够保证四根振弦的特性及后续采样数据的一致性。

第一振弦与第一固定端及第二固定端之间、第二振弦与第二固定端及第三固定端之间、第三振弦与第四固定端及第五固定端之间、第四振弦与第五固定端及第六固定端之间均通过螺纹紧固件固定连接，同时将这些固定装置都固定于同一底座之上。

第一激振电磁线圈、第二激振电磁线圈、第三激振电磁线圈及第四激振电磁线圈采用串并联的方式相连接。具体如下：第一激振电磁线圈与第二激振电磁线圈以串联的方式连接，第三激振电磁线圈与第四激振电磁线圈以串联方式连接，这两部分串联结构共同组成一个并联结构，从而形成了“桥式”的概念。在该“桥式”结构中，这四部分激振电磁线圈共同对不同振弦产生激振，提高了数据的采样点数及采样速率，同时这四部分激振电磁线圈之间是对称的关系，从而有效地提高了应变计的灵敏性及测量数据的精度。

获取第一振弦真实振动频率的过程为：

1）测量第一振弦的长度l 及截面面积s；

2）将第一振弦拉紧，并测量第一振弦的初始振动频率f₀；

3）通过第一激振电磁线圈对第一振弦施加恒定外力F₁，使得第一振弦产生振动信号，经过时间Δt后，重新测量第一振弦的振动频率f，假设的结果为 K，则有