[发明专利]一种自适应的振弦式传感器数据采集系统

说明书

本发明公开一种自适应的振弦式传感器数据采集系统，包括485通信接口模块、单片机、激振驱动输出放大电路、振弦式传感器激振通道选择模块、正弦信号接收放大滤波整形电路、温度检测驱动电路和温度检测滤波电路。优点：使用该系统采集振弦式传感器的数据的同时，充分考虑温度变化问题，减少因温度变化而产生的误差，使得测量结果更加准确。

技术领域

本发明涉及一种自适应的振弦式传感器数据采集系统。

背景技术

在山体边坡、土石坝、海边堤防以及建筑物基坑等工程的观测和长期检测中，常用的一类传感器是振弦式压力传感器，该传感器是通过振动频率计算出振弦的应变，从而得出压力的数值。

在采用振弦式传感器测试过程中，温度对测试结果的影响比较大，现有的采集振弦式传感器数据的系统在测试的同时，未考虑温度因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在对山体边坡、桥梁、海边堤防以及一些建筑物基坑等土体内部的水平方向长期监测中，经常使用的一类传感器是振弦式传感器，振弦式传感器的测试效果受温度影响比较大。本发明提出一种自适应的振弦式传感器数据采集系统，该系统在测试固有频率的同时反馈温度值，减少系统因温度改变而引起的测试误差，提高测试的准确度。

为了解决上述技术问题，采取的技术方案为：

一种自适应的振弦式传感器数据采集系统，包括485通信接口模块、单片机、激振驱动输出放大电路、振弦式传感器激振通道选择模块、正弦信号接收放大滤波整形电路、温度检测驱动电路和温度检测滤波电路，

振弦式传感器的频率扫描：

485通信接口模块与单片机连接，单片机发出一个频段内的扫频信号，该扫频信号进入激振驱动输出放大电路，激振驱动输出放大电路的输出经过振弦式传感器激振通道选择模块选择所需激振的振弦式传感器，振弦式传感器收到激振振动输出本激振振动的初步频率，该初步频率经过振弦式传感器激振通道选择模块进入正弦信号接收放大滤波整形电路；正弦信号接收放大滤波整形电路的输出送入单片机，作为振弦式传感器再次激振的输入；

振弦式传感器的频率激振：

单片机输出的单频率信号，该单频率信号进入激振驱动输出放大电路，激振驱动输出放大电路的输出经过振弦式传感器激振通道选择模块选择所需激振的振弦式传感器，振弦式传感器收到单频率激振振动进行激励，输出本次激振振动的频率，该频率经过振弦式传感器激振通道选择模块进入正弦信号接收放大滤波整形电路，正弦信号接收放大滤波整形电路的输出送入单片机，经过485通信接口模块输出该振弦式传感器的频率；

振弦式传感器的温度采集：

系数上电，温度检测驱动电路获得电流，温度检测驱动电路给振弦式传感器提供恒定电流；振弦式传感器输出的温度信号通过选择模块进入温度检测滤波电路，温度检测滤波电路的输出送入单片机，经过485通信接口模块输出该振弦式传感器的温度。

本发明的数据采集系统，采集外部的振弦式传感器的频率和稳定；本系统，单片机、激振驱动输出放大电路和温度检测驱动电路构成激振驱动模块，振弦式传感器激振通道选择模块和温度检测滤波电路构成拾取测温模块；

振弦式传感器收到激励振动，当接收到激励频率和自身本振频率一致时，振动幅度最大，停止激励后，传感器由于惯性原理，弦继续振动，这时的振动以自身本振频率振动，拾取测温模块拾取振动频率，达到测量弦式传感器振动的目的。

本系统，激振驱动模块中的单片机芯片发出一个频段内的扫频信号，扫频信号通过激振驱动输出放大电路后，由振弦式传感器激振通道选择模块，传送给振弦式传感器；振弦式传感器收到激励振动，振弦式传感器开始激励；当接收到激励频率和自身本振频率一致时，振动幅度最大，停止激励后，传感器由于惯性原理，弦继续振动，这时的振动以自身本振频率振动，拾取电路拾取振动频率，达到测量弦式传感器振动的目的。拾振模块测得最接近本振频率的频率，再反馈到单片机，将最接近本振频率的频率作为激振频率再次激振，通过测频电路测出第二次共振信号的频率。