专利名称：双线圈钢弦激发器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于矿山中用于钢弦式传感器中将压力、位移等待测量转换为频率信号输出的仪器，是一种新型的双线圈钢弦激发器。
钢弦式传感器坚固耐用，具有良好的长期稳定性，广泛应用于岩土工程、矿山、建筑等行业各类测试系统中。现有的用于钢弦式传感器的双圈钢弦激发器，元件多，耗电流大，激发能力弱，一般不易用于不锈钢弦的激发(因不锈钢弦的磁性弱)，且在大量使用钢弦式传感器的监测系统中，传感器的供电和连线具有很多困难。
本实用新型的目的是设计一种元件少，耗电流小，激发能力强，尤其可以可靠地激发不锈钢弦的双线圈钢弦激发器，安装于传感器内，使传感器可与各种监测系统配套使用，也可用于远距离检测。
该实用新型主要由感应线圈(L1)、激发线圈(L2)组成，其特征是在感应线圈(L1)和激发线圈(L2)之间连接有限幅放大器(1)、二极管(D3)、激发脉冲产生电路(2)。
该实用新型的优点是元件少、体积小，耗电仅为1.2毫安，且仅激发钢弦的基频振动，具有良好的稳定性，与所用电元件参数无关。
图1是钢弦激发器电原理图，图中(1)是限幅放大器、(2)是激发脉冲产生电路、(3)是信号放大输出电路。图2是钢弦式传感器内部结构图。(L)是钢弦，(M)是磁头板，(L1)是感应线圈，(L2)是激发线圈，(Q)是壳体，(I1′)、(I3′)是引线。
结合附图对本激发器的工作原理作详细说明首先将本实用新型置入钢弦传感器中，无论传感器处于待用状态还是处于使用状态，钢弦传感器由于环境震动，使其钢弦(L)产生微小振动。将激发器接通电源，电源经(R4)、(L2)对(C1)充电，由于钢弦(L)的微小振动，在感应线圈(L1)两端产生一个正弦交流信号，经高增益运放器(IC)放大，当其输出端接近零电位时，由于(D3)负极与运放器(IC)输出端相连，(D3)正极与电阻(R4)、电容(C1)相连，所以(D3)导通，(C1)通过(D3)、(IC)输出端、激发线圈(L2)迅速放电，且在(L2)上产生一个激发负脉冲，电流流过磁头线圈，产生电磁力，将钢弦(L)推动一下，使钢弦(L)振动加强，在(L)两端感应出更强的交流信号，经(IC)放大，正半周使其输出端产生高的正电位，使(D3)截止，电源经(R4)、(L2)对(C1)充电，当(L1)两端的交流信号转向负周时，(IC)输出端又接近于零电位，(D3)导通，(C1)放电，在(L2)上产生一个更大的激发负脉冲，使钢弦(L)振动进一步加强…。如此下去，使钢弦(L)的振动越来越强。由于运放器(IC)的反馈放大电阻由电阻(R2)、二极管(D1)、(D2)串连组成，负极与运放器(IC)的反相输入端相连，正极与运放器(IC)的输出端相连，当(IC)输出高电位时，反馈回路中的两只二极管(D1)、(D2)导通，其阻抗随导通电流的增大而减小。当(IC)输出电位逐步升高时，(D1)、(D2)使(IC)的闭环增益逐步下降，达到某一个值时，恰平衡而达到稳定。(D1)、(D2)的作用是自动调整运放的增益，限制钢弦(L)振动的幅度，使钢弦(L)处于一种稳定的基频振动状态(频率为F＝
／(2L
)δ为弦应力，ρ为弦体密度)。根据激发器输出的信号频率大小，按照率定公式可准确计算出压力、位移等变化的数值。运放器(IC)选用高增益LM358型。
权利要求1.一种矿山中用于钢弦式传感器中可将压力、位移等待测量转换为频率信号输出的双线圈钢弦激发器，由感应线圈(L1)、激发线圈(L2)组成，其特征是感应线圈(L1)的一端与运放器(IC)和输入端连接通过二极管(D3)与激发脉冲产生电路(2)连接，然后与激发线圈(L2)相连。
2.根据权利要求1所述的钢弦激发器，其特征是二极管(D3)的负极与限幅放大器(1)中的运放器(IC)的输出端相连，二极管(D3)正极与激发脉冲产生电路(2)中的电阻(R4)、电容(C1)相连。
3.根据权利要求1或2所述的钢弦激发器，其特征是限幅放大器(1)中的二极管(D1)、(D2)、电阻(R2)串联后，负极与运放器(IC)的反相输入端连接，正极与运放器(IC)的输出端连接。
4.根据权利要求1或2所述的钢弦激发器，其特征是感应线圈(L1)的(I1′)与运放器(IC)的同相输入端相连，运放器(IC)选用高增益LM358型。
专利摘要一种矿山中用于钢弦式传感器中将压力、位移等待测量转换为频率信号输出的双线圈钢弦激发器，由感应线圈(L1)、激发线圈(L2)组成。其特征是在感应线圈(L1)和激发线圈(L2)之间连接有限幅放大器(1)、二极管(D3)和激发脉冲产生电路(2)，其中(D3)的负极与限幅放大器(1)中的运放器(IC)的输出端相连，正极与激发脉冲产生电路(2)中的电阻(R4)、电容(C1)相连。该实用新型元件少，耗电流小，激发能力强，尤其可以可靠地激发不锈钢弦。
文档编号G01B17/04GK2170512SQ9323121
公开日1994年6月29日 申请日期1993年6月16日 优先权日1993年6月16日
发明者郑丰隆, 邓铁六, 赵振远, 崔玉亮 申请人:山东矿业学院