[实用新型]一种多路同步动态振弦信号测试分析电路

说明书

本实用新型公开了建筑行业结构安全健康监测领域内的一种多路同步动态振弦信号测试分析电路，包括多个振弦采集通道，每个振弦采集通道对应连接有一个ADC采集电路相连，所有的ADC采集电路通过AX14总线与主控SOC相连；振弦采集通道包括振弦计，振弦计的输出端分别与等间隔宽频激励电路以及电压衰减电路相连，电压衰减电路与电子开关相连，电子开关经信号调理电路与ADC采集电路相连，主控SOC与电子开关相连；由一个主控SOC控制多路ADC采集电路，实现多路振弦传感器输出信号频率的同步测量，测频精度高，抗干扰能力强，稳定性好，可满足实际应用中多通道同步动态测量的需求，本实用新型可以用于建筑结构健康监测。

技术领域

本实用新型涉及建筑行业结构安全健康监测领域内的振弦信号测试分析电路。

背景技术

应变力是一种常用的动态响应信号，可用于桥梁等大型建筑的结构完整性评估和损伤诊断中。为保证大型建筑的结构安全，可靠的建筑结构健康监测十分重要。振弦传感器的测量精度高、稳定性好，是应变力测量的常用传感器之一。其内部钢弦的谐振频率会随着张力的变化而变化，通过测量钢弦振动的频率可以进一步计算出传感器的受力大小。数据同步动态采集是建筑物整体动态响应测量的关键技术之一。

现在的多路振弦传感器频率测量系统大多采用分时异步扫频激励的方式，先激振一个传感器，测量数据，然后再到下一个传感器，依次轮流重复。这种方式下，不同的传感器采集到的数据存在较大的时间差，难以满足实际工程的应用要求，测频精度不足，抗干扰能力较弱，稳定性不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多路同步动态振弦信号测试分析电路，能实现多路振弦传感器输出信号频率的同步测量，测频精度高，抗干扰能力强，稳定性好，可满足实际应用中多通道同步动态测量的需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多路同步动态振弦信号测试分析电路，包括多个振弦采集通道，每个振弦采集通道对应连接有一个ADC采集电路相连，所有的ADC采集电路通过AX14总线与主控SOC相连；振弦采集通道包括振弦计，振弦计的输出端分别与等间隔宽频激励电路以及电压衰减电路相连，电压衰减电路与电子开关相连，电子开关经信号调理电路与ADC采集电路相连，主控SOC与电子开关相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，这样每一个ADC采集电路均对应设置有一路等间隔宽频激励电路和信号调理电路，每一路ADC采集电路都以及对应的电子开关都与主控SOC连接，由一个主控SOC控制多路ADC采集电路，实现多路振弦传感器输出信号频率的同步测量，测频精度高，抗干扰能力强，稳定性好，可满足实际应用中多通道同步动态测量的需求，本实用新型可以用于建筑结构健康监测。

作为本实用新型的进一步改进，等间隔宽频激励电路包括二极管D1，二极管D1与振弦计输出端并联连接，二极管D1的正极与三极管Q1的发射极相连并接地，二极管D1的负极与三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的发射极分别与激励电压和电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端分别与电阻R2的一端以及三极管Q2的基极相连，电阻R2的另一端与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的基极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与SOC主控的IO接口相连。

通过等间隔宽频激励电路产生激励信号作用于振弦计，等效于方波激励，属于频谱范围很宽的激励，内部能够有一部分激励信号频率和振弦计的固有振动频率进行响应，从而引起振弦计传感器内部的钢弦振动。

作为本实用新型的进一步改进，电压衰减电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6以及电阻R7，电阻R4的一端和与电阻R6的一端分别与振弦计的两个输出端相连，电阻R4的另一端分别与电阻R5的一端和电子开关的一个输入端相连，电阻R6的另一端分别与电阻R7的一端和电子开关的另一个输入端相连，电阻R5的另一端和电阻R7的另一端接地。