【技术实现步骤摘要】
一种振弦式传感器性能分析装置及方法
本专利技术涉及岩土工程安全监测
,具体是一种振弦式传感器性能分析装置及方法。
技术介绍
振弦式传感器是目前国内外广泛应用于岩土工程安全监测的传感器,可以测量岩土工程的应力应变、温度、接缝开度、渗漏和变形等物理量。振弦式传感器通过测量振弦的振动频率经换算得到相应的被测参数,具有结构简单、坚固耐用、抗干扰能力强、测值可靠、稳定性好等优点。由于振弦式传感器长期埋设在水工结构或大坝、土堤、边坡、隧道等结构物内,一部分振弦式传感器经过长时间不良因素的影响,其性能会有所变化,其振弦的振动频率会受较多杂波频率的影响,这也会导致振弦式传感器的测量设备无法准确地测量出自振频率值,导致无法对振弦式传感器的性能进行分析。
技术实现思路
本专利技术实施的目的在于提供一种振弦式传感器性能分析装置及方法,通过对自振频率的电压采样、傅里叶变换及参数的计算,分析振弦式传感器的性能情况,解决了已埋入振弦式传感器无法分析性能优劣的问题。一种振弦式传感器性能分析装置,包括微处理器、功率放大电路、振弦式传感器接口、两级放大电路、A/D转换电路;所述微处理器用于产生一串正弦波,所述正弦波的频率从fmin逐步增加到fmax,作为振弦式传感器激振的原始波输出到功率放大电路;所述功率放大电路用于对所述微处理器产生的正弦波进行放大,将放大电压幅度和功率强度后的激振波输出到振弦式传感器接口,以用于激振振弦式传感器;所述振弦式传感器被激振波激振后产生自振波,所述自振波通过振弦式传感器接口输入到所述两级放大电路进行放大,将放大后的自振波通过A/D转换电路进行实时采样,将采样 ...
【技术保护点】
一种振弦式传感器性能分析装置,其特征在于:包括微处理器(1)、功率放大电路(2)、振弦式传感器接口(3)、两级放大电路(4)、A/D转换电路(5);所述微处理器(1)用于产生一串正弦波,所述正弦波的频率从fmin逐步增加到fmax,作为振弦式传感器激振的原始波输出到功率放大电路(2);所述功率放大电路(2)用于对所述微处理器(1)产生的正弦波进行放大,将放大电压幅度和功率强度后的激振波输出到振弦式传感器接口(3),以用于激振振弦式传感器(8);所述振弦式传感器(8)被激振波激振后产生自振波,所述自振波通过振弦式传感器接口(3)输入到所述两级放大电路(4)进行放大,将放大后的自振波通过A/D转换电路(5)进行实时采样,将采样所得N个采样电压值送入所述微处理器(1);所述微处理器(1)还用于将N个采样电压值进行傅里叶变换,得到离散的频谱,根据得到的频谱值的数据选取多个连续的离散点对频域离散点进行区间滑动分析,得到频谱上的最大极值点F0和第二大极值点F1,通过最大极值点F0对应的幅值
【技术特征摘要】
1.一种振弦式传感器性能分析装置,其特征在于:包括微处理器(1)、功率放大电路(2)、振弦式传感器接口(3)、两级放大电路(4)、A/D转换电路(5);所述微处理器(1)用于产生一串正弦波,所述正弦波的频率从fmin逐步增加到fmax,作为振弦式传感器激振的原始波输出到功率放大电路(2);所述功率放大电路(2)用于对所述微处理器(1)产生的正弦波进行放大,将放大电压幅度和功率强度后的激振波输出到振弦式传感器接口(3),以用于激振振弦式传感器(8);所述振弦式传感器(8)被激振波激振后产生自振波,所述自振波通过振弦式传感器接口(3)输入到所述两级放大电路(4)进行放大,将放大后的自振波通过A/D转换电路(5)进行实时采样,将采样所得N个采样电压值送入所述微处理器(1);所述微处理器(1)还用于将N个采样电压值进行傅里叶变换,得到离散的频谱,根据得到的频谱值的数据选取多个连续的离散点对频域离散点进行区间滑动分析,得到频谱上的最大极值点F0和第二大极值点F1,通过最大极值点F0对应的幅值和第二大极值点F1对应的幅值处频率所对应的幅值计算得到振弦式传感器的评价参数Kf,计算公式为2.如权利要求1所述的振弦式传感器性能分析装置,其特征在于:所述微处理器(1)的信号输出端与功率放大电路(2)的信号输入端连接,所述功率放大电路(2)的信号输出端与振弦式传感器接口(3)的信号输入端连接,振弦式传感器接口(3)用于与待测振弦式传感器(8)通信连接;所述振弦式传感器接口(3)的信号输出端与两级放大电路(4)的信号输入端连接,两级放大电路(4)的信号输出端通过A/D转换电路(5)与所述微处理器(1)连接。3.如权利要求1所述的振弦式传感器性能分析装置,其特征在于:在进行区间滑动分析时将找到频谱上的多个极值点,所述微处理器(1)将低于400Hz,高于6000Hz的极值点过滤掉,再通过冒泡法在极值点中找到最大值和次大值,也就是频谱的最大极值点F0和第二大极值点F1。4.如权利要求1所述的振弦式传感器性能分析装置,...
【专利技术属性】
技术研发人员:李端有,周芳芳,黄跃文,毛索颖,刘亚翔,徐彪,邹双朝,张启灵,韩贤权,曹浩,胡超,胡蕾,何亮,牛广利,
申请(专利权)人:长江水利委员会长江科学院,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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