徐承军，常亚琼

(武汉理工大学物流工程学院，湖北 武汉 430063)

0 引言

振弦式传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、对电缆要求低、结构简单、所测得的是频率信号而易于远距离传输等显著优点[1]，受到了工程界的重视。然而由于振弦式传感器自身振动机理的特殊性，进行上一次激励与采集之后，振弦仍在振动状态，倘若此时进行下一次激励，则既可能增强振弦的振动，又可能减弱振弦的振动。因此，目前工业领域主要是运用振弦式传感器做静态测试，即振弦完全静止下来之后再进行下一次激振与拾振，不能实时地连续不断地采集信号。虽然目前利用双线圈振弦传感器已经实现了动态测试，但是由于两个线圈在振弦侧边布置位置的限制，双线圈动态测试技术会产生较大的倍

频干扰，对测量结果的精度影响很大，使传感器不能正常工作。为了消减倍频，产生可靠的基频振动，则必须增加弦长，如此传感器的体积就会很大，成本也会大大增加。因此，单线圈振弦传感器动态测试机理的实现，将会使其应用领域得到极大扩展。

1 振弦传感器的工作原理

振弦传感器由弹性形变外壳、钢弦、紧固夹头、激振和拾振线圈等组成。钢弦谐振频率与张紧力的大小有关，在钢弦的几何尺寸与材料参数确定之后，其谐振频率的变化量即可表征受力的大小。钢弦的谐振频率与其长度、密度、截面积以及所受应力之间的关系为

式中:f0为钢弦的谐振频率;L为钢弦的有效长度;A为钢弦的横截面积;ρ为钢弦的密度;F0为钢弦两端的初始张紧力;ε0为钢弦的初始应变。……