簡(jiǎn)介

　　振弦的固有振動(dòng)頻率f與拉力T的關(guān)系為，式中l(wèi)為振弦的長(zhǎng)度，ρ為單位弦長(zhǎng)的質(zhì)量。振弦的材料與質(zhì)量直接影響傳感器的精度、靈敏度和穩(wěn)定性。鎢絲的性能穩(wěn)定、硬度、熔點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度都很高,是常用的振弦材料。此外,還可用提琴弦、高強(qiáng)度鋼絲、鈦絲等作為振弦材料。振弦式傳感器由振弦、磁鐵、夾緊裝置和受力機(jī)構(gòu)組成。振弦一端固定、一端連接在受力機(jī)構(gòu)上。利用不同的受力機(jī)構(gòu)可做成測(cè)壓力、扭矩或加速度等的各種振弦式傳感器。

　　振弦式壓力傳感器

　　早期的壓力傳感器即采用振弦式。這種傳感器的振弦一端固定，另一端連結(jié)在彈性感壓膜片上。弦的中部裝有一塊軟鐵，置于磁鐵和線圈構(gòu)成的激勵(lì)器的磁場(chǎng)中。激勵(lì)器在停止激勵(lì)時(shí)兼作拾振器，或單設(shè)拾振器。工作時(shí),振弦在激勵(lì)器的激勵(lì)下振動(dòng),其振動(dòng)頻率與膜片所受壓力的大小有關(guān)。拾振器則通過(guò)電磁感應(yīng)獲取振動(dòng)頻率

　　信號(hào)。振弦振動(dòng)的激勵(lì)方式有間歇式和連續(xù)式兩種。在間歇激勵(lì)方式中，采用張弛振蕩器給出激勵(lì)脈沖，并通過(guò)一個(gè)繼電器使線圈通電、磁鐵吸住弦上的軟鐵塊。激勵(lì)脈沖停止后，磁鐵被松開(kāi)，使振弦自由振動(dòng)。此時(shí)在線圈中即產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其交變頻率即為振弦的固有振動(dòng)頻率。連續(xù)激勵(lì)方式又可分為電流法和電磁法。電流法將振弦作為等效的LC回路并聯(lián)于振蕩電路中，使電路以振弦的固有頻率振蕩。電磁法采用兩個(gè)裝有線圈的磁鐵，分別作為激勵(lì)線圈和拾振線圈。拾振線圈的感應(yīng)信號(hào)被放大后又送至激勵(lì)線圈去補(bǔ)充振動(dòng)的能量。為減小傳感器非線性對(duì)測(cè)量精度的影響，需要選擇適中的最佳工作頻段和設(shè)置預(yù)應(yīng)力，或采用在感壓膜的兩側(cè)各設(shè)一根振弦的差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。

　　振弦式轉(zhuǎn)矩傳感器

　　這種傳感器可用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)軸的扭矩。測(cè)量時(shí)將整個(gè)裝置用兩個(gè)套筒卡在被測(cè)軸的兩個(gè)相鄰面上。兩個(gè)振弦傳感器分別跨接在兩個(gè)套筒的 4個(gè)凸柱上。當(dāng)軸傳遞扭矩時(shí)，軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形變，軸的兩相鄰截面就扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使裝在卡筒上的兩個(gè)振弦傳感器中的一個(gè)受拉、一個(gè)受壓。根據(jù)虎克定律,在彈性變形范圍內(nèi),軸的扭轉(zhuǎn)角度是與外加的扭矩成正比的，振弦的伸縮變形也就與外加的扭矩成正比。而振弦的振動(dòng)頻率的平方差與它所受應(yīng)力成正比，因此可利用測(cè)量弦的振動(dòng)頻率的方法來(lái)測(cè)量軸所承受的扭矩。