【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采用电或磁进行测量的，具体涉及一种振弦传感器同相反馈激励方法及系统。
技术介绍
1、振弦传感器是以拉紧的金属弦作为敏感元件的谐振式传感器。当弦的长度确定之后，其固有振动频率的变化量即可表征弦所受拉力的大小，通过相应的测量电路，就可得到与拉力成一定关系的电信号。随着结构监测技术的发展，振弦传感器采集从静态采集逐步到动态采集发展。
2、公开号为cn106802161a的专利申请公开了一种振弦式传感器的激励方法，并具体公开了根据激励电压情况从多种高压脉冲激励方法和多种低压脉冲激励方法中选取最优的激励方法进行测量。
3、然而，在该技术方案中，设置有滤波放大器对采集振弦传感器的振动信号进行放大滤波，并设置低频扫描电路输出激励。而由于滤波放大器和低频扫描电路的引入，会造成最终读取到的振动信号产生较大相位延迟。而当相位延迟处于某个区间时，所产生的激励电压会造成振弦传感器所产生的振动幅度逐步减小，最终导致振弦传感器停止振荡。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种振弦传感器同相反馈激励方法及系统，可以消除激励信号与传感器振荡信号直接的相位差，避免振弦传感器振荡幅度减弱。具体技术方案如下：
2、第一方面，提供了一种振弦传感器同相反馈激励方法，在第一方面的第一种可实现方式中，包括：
3、获取振弦传感器在上一周期的激励脉冲作用下反馈的电压信号，并对电压信号进行测量，得到振弦传感器所产生的振荡信号的振动频率；
5、当检测时间达到激励脉冲发送时刻时，根据振动频率生成同频同相的激励信号激励振弦传感器。
6、结合第一方面的第一种可实现方式，在第一方面的第二种可实现方式中，对电压信号进行测量包括：
7、对所述振弦传感器反馈的电压信号进行滤波、放大，以将所述电压信号转成谐波小的正弦波电压信号；
8、将所述正弦波电压信号整形为同频等幅的矩形波信号；
9、对所述矩形波信号进行频率测量，得到所述振动频率。
10、结合第一方面的第一种可实现方式，在第一方面的第三种可实现方式中，所述相位自适应补偿算法包括：
11、采用相应的相位延迟函数，根据所述振动频率分别计算得出激励过程中各环节所应用的电路单元对应的相位延时；
12、结合各个所述电路模块对应的相位延时计算得出所述激励信号与振荡信号之间的相位延迟。
13、结合第一方面的第三种可实现方式，在第一方面的第四种可实现方式中，所述电路单元包括用于对所述电压信号进行滤波、放大的滤波放大单元，以及用于对所述激励信号进行平滑滤波的平滑滤波单元。
14、结合第一方面的第四种可实现方式，在第一方面的第五种可实现方式中，所述滤波放大模块为二阶巴特沃斯滤波器。
15、第二方面，提供了一种振弦传感器同相反馈激励系统，在第二方面的第一种可实现方式中，包括：
16、频率测量模块，配置为获取振弦传感器在上一周期的激励脉冲作用下反馈的电压信号，并对电压信号进行测量，得到振弦传感器所产生的振荡信号的振动频率；
17、激励补偿模块，配置为根据振动频率采用相位自适应补偿算法计算得到振弦传感器的激励信号与振荡信号之间的相位延迟，并通过相位延迟确定下一周期的激励脉冲发送时刻；
18、当检测时间达到激励脉冲发送时刻时，根据振动频率生成同频同相的激励信号激励振弦传感器。
19、结合第二方面的第一种可实现方式，在第二方面的第二种可实现方式中，所述频率测量模块包括：
20、滤波放大单元，配置为对所述振弦传感器反馈的电压信号进行滤波、放大，以将所述电压信号转成谐波小的正弦波电压信号；
21、信号整形单元，配置为将正弦波电压信号整形为同频等幅的矩形波信号；
22、频率测量单元，配置为对矩形波信号进行测量，得出所述振动频率。
23、结合第二方面的第二种可实现方式，在第二方面的第三种可实现方式中，所述滤波放大单元采用二阶巴特沃斯滤波器进行滤波。
24、结合第二方面的第一种可实现方式，在第二方面的第四种可实现方式中，所述激励补偿模块包括：
25、补偿计算单元，配置为根据振动频率采用相位自适应补偿算法计算得到所述相位延迟，并通过相位延迟确定下一周期的激励脉冲发送时刻；
26、激励发生单元，配置为当检测时间达到激励脉冲发送时刻时，根据振动频率生成同频同相的正弦波数字信号；
27、模数转换单元，配置为将所述正弦波数字信号转换为模拟电压信号；
28、功率放大滤波单元，配置为对所述模拟电压信号进行功率放大和平滑滤波，输出相应的激励信号激励所述振弦传感器。
29、结合第二方面的第四种可实现方式，在第二方面的第五种可实现方式中，所述功率放大滤波单元采用lc低频滤波器进行滤波。
30、有益效果：采用本专利技术的振弦传感器同相反馈激励方法及系统，通过对该正弦波信号进行频率测量，可以得到振弦传感器在上一周期的激励信号作用下所产生的振荡信号的振动频率。通过相位自适应补偿算法，根据测量得到的振动频率可以计算得出，因滤波等原因引起的振弦传感器的激励信号与振荡信号之间的相位延迟。根据计算得出的相位延迟可以确定下一周期的激励信号的发送时刻。当检测时间达到发送时刻时，即可根据所述振动频率生成同频同相的正弦波激励信号激励振弦传感器，从而消除激励信号与传感器振荡信号之间的相位差。如此循环，即可避免检测过程中振弦传感器振荡幅度减弱。。
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1.一种振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，对正弦波信号进行频率测量包括：将正弦波信号整形为同频等幅的矩形波信号。
3.根据权利要求1所述的振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，所述相位自适应补偿算法包括：
4.根据权利要求3所述的振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，所述相位自适应补偿算法包括：
5.一种振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，所述滤波放大模块包括二阶巴特沃斯滤波器。
7.根据权利要求6所述的振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，所述二阶巴特沃斯滤波器为低通滤波器。
8.根据权利要求5所述的振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，还包括信号整形模块，配置为将所述正弦波信号转换成同频率的等幅矩形波信号，所述自适应补偿模块对经过等幅矩形波信号进行频率测量，得到所述振弦传感器的振动频率。
9.根据权利要求5所述的振弦传感器
10.根据权利要求5所述的振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，所述功率放大滤波模块包括LC低频滤波器。
...【技术特征摘要】
1.一种振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，对正弦波信号进行频率测量包括：将正弦波信号整形为同频等幅的矩形波信号。
3.根据权利要求1所述的振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，所述相位自适应补偿算法包括：
4.根据权利要求3所述的振弦传感器同相反馈激励方法，其特征在于，所述相位自适应补偿算法包括：
5.一种振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的振弦传感器同相反馈激励系统，其特征在于，所述滤波放大模块包括二...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳男，段敏，任全礼，杨乃恒，陈静文，欧祖国，朱融江，夏棋，
申请(专利权)人：重庆物康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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