弦式传感器的相关介绍

　　弦式传感器是一种谐振传感器，它使用张紧的金属弦作为敏感元件，确定弦的长度后，其固有振动频率的变化可用于表征弦上的张力大小，通过相应的测量电路，可以得到与张力有一定关系的电信号。

　　振弦的固有频率f与拉力T的关系为，其中l为振弦长度，ρ为单位弦长质量。振弦的材质和质量直接影响传感器的精度、灵敏度和稳定性。钨丝性能稳定，硬度、熔点和抗拉强度高，是常用的振弦材料。此外，振弦、高强钢丝、钛丝等也可作为振弦材料，弦传感器由振弦、磁铁、夹紧装置和受力机构组成。振弦的一端固定，一端连接承力机构，通过使用不同的力接收机制，可以制造用于测量压力、扭矩或加速度的各种弦传感器。

　　早期的压力传感器采用振弦式，弦式传感器的振弦一端固定，另一端与弹性压敏膜片相连。一块软铁安装在弦的中间，置于由磁铁和线圈组成的励磁器的磁场中，当激励停止时，激振器兼作振动拾取器，或单独作为振动拾取器。工作时，振弦在激振器的激励下振动，其振动频率与膜片上的压力有关。振动拾音器通过电磁感应获得振动频率信号。振弦振动的激振方式有间歇式和连续式两种。在间歇励磁方式下，用张弛振荡器给出励磁脉冲，用继电器给线圈和磁铁通电，以吸引弦上的软铁块。励磁脉冲停止后，释放磁铁，使振弦自由振动。此时线圈中产生感应电位，其交变频率为振弦的固有振动频率。连续励磁法可分为电流法和电磁法。电流法是将振弦作为等效LC回路与振荡电路并联，使电路以振弦的固有频率振荡。电磁法使用两个带线圈的磁铁作为励磁线圈和拾波线圈。拾振线圈的感应信号经放大后送至励磁线圈补充振动能量。为了减少传感器非线性对测量精度的影响，需要挑选适度的理想工作频率并设置预应力，或者采用压敏膜两侧振弦的差动结构。