CN104457809A - 高测量频率磁致伸缩传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁致伸缩传感器，可以用于位移测量和液位测量。所述传感器的测量模块中包括n个测量单元,其中n为大于等于2的自然数，各个测量单元用FIFO或者令牌流转或者轮询或者类似的仲裁机制，每次由一个空闲测量单元获得测量权，在一个测量单元所对应的回波尚未返回前就由另一个空闲测量单元发起一次新的测量，各激活后的测量单元按发起顺序依次获取回波信号。本发明的最高测量频率是原有设计产品的k倍，k为大于1的自然数。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁致伸缩传感器，可以用于位移测量和液位测量，特别涉及一种在测量频率上为传统产品n倍的磁致伸缩传感器，所述n为大于等于1的自然数。
背景技术
磁致伸缩传感器，英文名称Magnetostrictive Sensor。是一种基于磁致伸缩魏德曼效应Wiedemann effect制成的传感器。测量时，电子舱中的激励模块在敏感检测元件磁致伸缩波导丝两端施加一个查询脉冲，该脉冲以光速在波导丝周围形成周向安培环形磁场，该环形磁场与游标磁环的偏置永磁磁场发生耦合作用时，会在波导丝的表面形成魏德曼效应扭转应力波，扭转波以声速由产生点向波导丝的两端传播，传向末端的扭转波被阻尼器件吸收，传向激励端的信号则被检波装置接收，电子舱中的控制模块计算出查询脉冲与接收信号间的时间差，再乘以扭转应力波在波导材料中的传播速度约2830m/s，即可计算出扭转波发生位置与测量基准点间的距离，也即游标磁环在该瞬时相对于测量基准点间的绝对距离，从而实现对游标磁环位置的实时精确测量。
查询脉冲是一种激励电信号，以光速运动，在现有磁致伸缩传感器量程不超过100米的情况下，信号传输时间都在us即微秒以下。而返回的扭力波是个超声波信号，传输速度远低于光速。当现有传感器以固定频率发射激励脉冲时，因为只有收到返回的扭力波回波信号后才算完成了一次测量。这样当游标运行到远离传感器首端即电子舱所在端时，因为回波信号返回的距离越来越远，信号传输时间也越来越长，测量频率就会低于当游标位置靠近传感器首端时。传感器量程越长，这个问题就会越明显。
这样会带来如下技术弊端：全量程范围内测量频率不均匀；游标在远离传感器首端时测量频率下降，影响到对游标实时位置的精确测量，尤其在游标高速运行时，测量频率很难跟上运动速度。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提出了一种高测量频率磁致伸缩传感器，所述传感器包括电子舱、测杆和磁环游标，测杆内有波导丝，电子舱包括微处理器模块、测量模块、激励控制模块、驱动模块、检波模块、放大模块、整形模块、通道信号分离模块和输出接口模块。
微处理器模块分别与测量模块、输出接口模块连接；
测量模块分别与微处理器模块、激励控制模块连接；
激励控制模块分别与测量模块、驱动模块连接；
驱动模块分别与激励控制模块、波导丝连接；
波导丝分别与驱动模块、检波模块连接；
检波模块分别与波导丝、放大模块连接；
放大模块分别与检波模块、整形模块连接；
整形模块分别与放大模块、通道信号分离模块连接；
通道信号分离模块分别与整形模块、测量模块连接；
输出接口模块与微处理器模块连接。
所述微处理器模块包括数据处理单元、数据合成单元、测量控制单元,
数据处理单元分别与数据合成单元、测量控制单元连接。
所述测量模块中有n个测量单元，其中n为大于等于2的自然数。
另一种高测量频率磁致伸缩传感器，所述传感器包括电子舱、测杆和磁环游标，测杆内有波导丝，电子舱包括微处理器模块、测量模块、激励控制模块、驱动模块、检波模块、放大模块、整形模块和输出接口模块。
微处理器模块分别与测量模块、输出接口模块连接；
测量模块分别与微处理器模块、激励控制模块、整形模块连接；
激励控制模块分别与测量模块、驱动模块连接；
驱动模块分别与激励控制模块、波导丝连接；
波导丝分别与驱动模块、检波模块连接；
检波模块分别与波导丝、放大模块连接；
放大模块分别与检波模块、整形模块连接；
整形模块分别与放大模块、测量模块连接；
输出接口模块与微处理器模块连接。
所述的高测量频率磁致伸缩传感器，测量模块包括n个测量单元和一个通道信号分离单元，其中n为大于等于2的自然数。
一种磁致伸缩传感器提高测量频率的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：磁致伸缩传感器的n个测量单元,其中n为大于等于2的自然数，其测量顺序为：当最近发起测量的测量单元Ui，其发起的测量所对应的回波尚未返回被检波模块接收之前，任一处于空闲状态测量控制单元Uj，独立控制激励控制模块发出激励信号，发起另一次测量，Ui与Uj发起测量的最小时间间隔为Tmin，Tmin等于一个回波信号长度周期的2倍；
步骤二：通道信号分离模块将收到的回波信号，派送给按照先进先出原则组成的处于激活状态的测量单元队列中的首个测量单元，即当Ui对应的回波到达通道信号分离模块时，Ui是队列中的第一个测量单元，紧随其后的是Uj，测量单元接收到属于自己的回波信号后进行后续处理，完成处理后被标记成空闲状态。
所述微处理器模块由不少于一个具备可编程能力的电子器件组成，所述电子器件具体形式包括单片机MCU、可编程逻辑控制器PLC、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程逻辑门阵列FPGA、基于X86或ARM或POWERPC或MIPS架构的通用CPU和专用集成电路ASIC。
所述数据处理单元是微处理器模块中的至少一块按预设程序运作的集成电路。所述数据合成单元是微处理器模块中的至少一个按预设程序运作的集成电路。所述测量控制单元是微处理器模块中的至少一个按预设程序运作的集成电路。
微处理器模块负责总控传感器运作。它通过测量控制单元与测量模块交互，控制测量模块运作。它通过数据合成单元接收测量模块返回的测量数据，并通过数据处理单元计算后输出游标位置信息到输出接口模块。
测量模块中的测量单元包括精密计数器和逻辑控制器。所述测量模块中的任一测量单元A，都能独立控制激励控制模块发出激励信号，并接收通道信号分离模块回传的对应于本次激励信号的专属于测量单元A的回波信号。在传感器工作过程中，在测量控制单元指令下，既能只由1个测量单元执行工作，也能由多于1个的测量单元按照特定的逻辑顺序组成测量单元组共同工作，起到超过单一测量单元测量频率的效果。
激励控制模块是一组电路。负责与接收测量模块交互，并能按照任一测量单元A要求，设定激励信号的波形、电压、电流、上升沿时间、高电平时间、低电平时间和下降沿时间等参数。
驱动模块是一组模拟电路，负责按照激励控制模块给定的参数，输出相应的激励信号，并将激励信号传输到波导丝上。
波导丝是用镍-铁或镍-镓稀土材料制成的金属丝，是磁致伸缩魏特曼效应的载体，是传感器的物理层。当激励脉冲形成的环形磁场与游标磁环的偏置永磁磁场发生耦合作用时，会在波导丝的表面形成魏德曼效应扭转应力波。该回波信号被检波模块接收。
检波模块是一种“声-电”换能器件，负责将回波的超声信号转化为相应电压和电流的电信号，并将该电信号传递到放大模块。检波模块中包含一个感应线圈，该线圈的轴向具有通孔，波导丝被安装在该孔的中心位置。感应线圈工作时，波导丝充当了铁芯的功能。当波导丝中有机械波传播时，波导丝作为铁芯的磁导率发生改变，导致通过感应线圈的磁通量改变，感应线圈上产生感应电动势，从而机械波信号被转变成电信号。
放大模块包括前置级的仪表放大器、带通滤波器和后置级低噪声运算放大器，负责将检波模块传来的微弱电信号进行放大处理后成为瞬变的小波状信号，该信号后续被传输到信号整形模块。放大模块中的前置级采用仪表放大器，可以去除微弱电信号中的共模干扰；带通滤波器可以去除有用信号频带外的噪声成分，提高信噪比；后置级采用低噪声的运算放大器可以减少放大过程中引入的电子白噪声。
整形模块是一组模拟电路，负责将放大模块传来的电信号整形成方波信号，以供测量模块使用。信号整形模块由高速低功耗的比较器和单稳态组成。最终将信号传递给通道信号分离模块。
通道信号分离模块是一种回波分析器，工作时通道信号分离模块负责将不同测量单元激发的不同回波信号特征分辨出来，传输给对应的测量单元。因为每个测量单元通过激励控制模块设定了自身独特的激励信号参数，这些独特激励信号激发的回波也带有自有波形特征，从而被通道信号分离模块识别。
至此每个测量单元从发出激励信号指令到接收到回波完成了一个完成的测量循环。每个测量单元中的精密计数器计算每个测量循环所需时间，扣除掉电信号传输时间后，就是脉冲回波延波导丝回传时间，再将该时间乘以超声波速，就可以得到游标磁环所在瞬时位置即绝对位置。
测量单元所采用的精密计数器不是传统的基于晶振的产品。因为晶振输出的脉冲自身的抖动和温度漂移都比较大，对磁致伸缩传感器会造成严重的精度影响。所以这里采用的是基于“数字内插法”原理制成的高精度计数器，其原理是时间—数字转换技术。利用信号通过逻辑门电路的绝对传输时间提出的一种新的时间间隔测量方法，start信号和stop信号之间的时间间隔由门电路的个数来决定，而电信号通过门的传输时间可以由集成电路工艺精确地确定。具有测量精度高、速度快、线性度好、测量时间短、受温度影响较小和电磁辐射小的特点。可以实现ps皮秒级高精度计时。
在高测量频率磁致伸缩传感器的低精度版本中，可以采用温度补偿晶体振荡器TXCO作为精密计数器。音叉型石英晶体振荡器具有振荡频率随周围温度而变化的特性，为提高时钟精度则需进行精度补偿。数字式TCXO每隔一定周期将周围温度信息转换成数字，从内存中呼出该温度相应的补偿值，对振荡频率进行补偿。频率精度可达0.05ppm，在精度要求不高，体积限制不大的场合足敷使用。
测量时，从测量控制单元发出激励指令开始，测量模块中的一个空闲测量单元被激活，所述测量单元向激励控制模块发出信号并开始计时。激励控制模块设定出将所述测量单元与其他测量单元的区分开的独特激励信号，激励控制模块通过设定波形、电压、电流、上升沿时间、高电平时间、低电平时间和下降沿时间来达成这个技术效果。激励信号经驱动模块发出后，产生的回波信号也有了与激励信号直接关联的波形特性。回波经过检波、放大、整形后，传递到通道信号分离模块。通道信号分离模块根据波形特性判断出该次回波信号属于哪个测量单元所有后，将所述回波信号传给对应的测量单元。测量单元收到信号后，停止计时，此时得到的全程时间tw。将tw回传给微处理器模块，由数据合成单元负责处理。tw减去从测量单元发出信号到电信号传到游标磁环位置时间以及耗费在检波模块、放大模块、整形模块、通道信号分离模块上的时间，即电信号传输及处理的总时间te，就得到回波信号行走时间ts。将ts乘以超声波速度，就可以得到本次测量游标的绝对位置或瞬时位移量。该绝对位置经过数据处理单元编码或D/A转换后，传递给输出接口模块。由于激励信号以光速运行，速度远高于回波的机械波速，而传感器不到百米的量程相对于光速只需微秒级传输时间，电信号处理时滞也极其有限，所以通常情况下te是个可忽略的微秒级时间，全程时间tw约等于回波信号行走时间ts。
输出接口模块是专用协议驱动芯片或者是一组D/A转换电路，将位置信息专为485、SSI、Profibus、CAN等数字输出，或转为二线制或三线制电流/电压模拟输出。
测量过程中，信号的传递路径为微处理器模块→测量模块→激励控制模块→驱动模块→波导丝→检波模块→放大模块→整形模块→通道信号分离模块→测量模块→微处理器模块→输出接口模块。
通过在测量控制模块的创新设计，将原有的单个测量控制单元变为多个测量控制单元，且每个测量单元都能独立发起激励信号并结合通道信号分离模块完成对应回波信号的处理。只要根据磁致伸缩传感器额定量程和游标最大运动速度，计算出两个不同测量单元激发的回波间最小时间间隔Tmin，实际使用中一般达不到Tmin这样的极限频率，时间间隔会保有余量，厂商在传感器出厂前标定两个不同测量单元发起测量的最小时间间隔tmin，且tmin≥Tmin，各个测量单元就可以用FIFO或者令牌流转或者轮询或者类似的仲裁机制，每次由一个测量单元获得测量权。这样将不同的测量控制单元划分到不同的通道上，使得同一时间在波导丝上可以有多个回波信号，而不是像传统产品那样同一时间只有一个回波信号。这样，根据当前游标磁环位置，游标磁环到传感器零位这段波导丝上能承载的最大回波数即为当前传感器能承受的最高测量频率，最高测量频率是原产品的k倍，k为大于1的自然数。k是一个变动值，与游标磁环与传感器零位距离相关，距离越大，k就越大。
作为本发明的另一种设计形式。通道信号分离模块不作为单独模块设立，而是集成到测量模块中。电子舱包括微处理器模块、测量模块、激励控制模块、驱动模块、检波模块、放大模块、整形模块和输出接口模块。整形模块分别与放大模块、测量模块连接。测量模块包括n个测量单元和一个通道信号分离单元，其中n为大于等于2的自然数。测量过程中，信号的传递路径为微处理器模块→测量模块→激励控制模块→驱动模块→波导丝→检波模块→放大模块→整形模块→测量模块→微处理器模块→输出接口模块。
在本结构中进一步简化了通道信号分离单元以及激励控制模块、驱动模块的设计，使得只使用同样波形特性的激励信号就可以区分属于不同测量单元的回波。
测量开始前，所有测量单元都位于一个状态为空闲的FIFO中，当发起一次测量时，就从这个FIFO中弹出一个测量单元，排入状态为激活的FIFO中。依此类推，直到所有的状态为空闲的FIFO中为空时才停止。此时所有的测量单元都依次排在状态为激活的FIFO中。因为回波速度是空气中音速的八倍，游标磁环的移动速度与之相比可以忽略不计，回波信号一定是对应激励信号的先后顺序返回的。测量开始后，任一时刻后最先返回的回波信号肯定对应于状态为激活的FIFO中排在最前面的测量单元。这样通道信号分离单元只把收到的回波信号发给状态为激活的FIFO中排在最前面的测量单元。收到回波信号后的测量单元从状态为激活的FIFO中弹出，接收回波，完成计数后发给数据合成单元后再度被排入状态为空闲的FIFO中。
采用本发明设计的磁致伸缩传感器，通过对测量单元编程，按照一定的时序和逻辑关系运作测量单元，就可以达成多种技术效果。一种效果是：根据设定的测量频率f，在游标磁环位于传感器零位时只启动一个测量单元，随着游标磁环远离传感器零位，逐步启动越来越多的测量单元，当游标磁环运动到最大量程位置处，启动全部n个测量单元。这样实现了传感器在全量程维持恒定测量频率f。传感器在1米以上量程时效果最明显。
另一种效果是：用户可设定传感器的测量频率，在一个范围内分档调节或平滑调节。需要提高测量精度时就提升测量频率以获取更多的测量值，再通过统计分析加权平均等数学手段，得出更符合游标磁环实际运动曲线的拟合曲线，提高传感器的实时性表现，提高测量精度。
第三种效果是：可以针对同一传感器不同的量程区间段，设定不同的测量频率，以适应用户的现场应用需求。
附图说明
图1为本发明模块图；
图2为本发明信号图；
1-放大模块
2-检波模块
3-磁环游标
4-波导丝
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现的技术目的和技术效果，以下结合附图和实施方式进行详细说明。
实施例1：一种高测量频率磁致伸缩传感器，所述传感器包括电子舱、测杆和磁环游标，测杆内有波导丝，电子舱包括微处理器模块、测量模块、激励控制模块、驱动模块、检波模块、放大模块、整形模块、通道信号分离模块和输出接口模块。微处理器模块分别与测量模块、输出接口模块连接；测量模块分别与微处理器模块、激励控制模块连接；激励控制模块分别与测量模块、驱动模块连接；驱动模块分别与激励控制模块、波导丝连接；波导丝分别与驱动模块、检波模块连接；检波模块分别与波导丝、放大模块连接；放大模块分别与检波模块、整形模块连接；整形模块分别与放大模块、通道信号分离模块连接；通道信号分离模块分别与整形模块、测量模块连接；输出接口模块与微处理器模块连接。
所述微处理器模块包括数据处理单元、数据合成单元、测量控制单元, 数据处理单元分别与数据合成单元、测量控制单元连接。
本实施例中的微处理器模块采用16位PIC24 MCU，该单片机是Microchip公司生产的性能强劲的16位单片机。拥有16位数据位宽和24位指令位宽。单片机拥有16-bit DAC支持高达100 Ksps的采样率，可以将游标磁环绝对位置数字信号精确转为电压信号或电流信号。单片机与变换电路配合即可实现0-5V, 0-10V, ±5V, ±10V电压输出和0-20mA, 4-20mA, 0-24mA电流输出。本实施例中用Maxim MAX487芯片为RS-485通信芯片。PIC单片机中的串行通信口USART与MAX487连接，可以工作于全双工工作模式或半双工异步工作模式，在通信上可根据需要进行选择。多组IO口都可以作为一般的数据输入与数据输出使用，并且都具有特殊功能寄存器，可供用户在编程上使用，也很好的方便了以后的扩展系统功能，这样就实现了RS-485信号输出。本单片机还有一个CAN总线接口，配合Microchip MCP2551收发器，支持高达1M波特率的CAN总线。
测量单元由专用芯片ASIC、高精度计数芯片组成，ASIC作为逻辑控制器。测量模块内置2或3或4或5或6或8或9或10或12或16或18或20或24或30或32个测量单元。测量精度为125 ps，具有多种工作量程和工作模式。
传感器上电后，由ASIC对高精度计数芯片进行工作通道、工作模式选择等初始化操作。由ASIC发出start信号，当接收到通道信号分离模块的stop信号后，高精度计数芯片按照预先的设置开始工作并将测量的结果存储在相应的结果寄存器中。当测量结束后，高精度计数芯片引发中断通知ASIC将测量结果传递给微处理器模块并完成相关的数据处理。
ASIC内部采用令牌流转形式管理测量单元。按设定的两个不同测量单元发起测量的最小时间间隔tmin，令牌在空闲的测量单元间按FIFO原则流转。当测量模块接收到发自微处理器模块传来的发起新测量指令后，当前持有令牌的空闲测量单元被激活，该测量单元排入激活测量单元FIFO队列，向高精度计数芯片发出start信号，进行计时。同时在tmin到期后将令牌转交到后续空闲测量单元。当高精度计数芯片触发中断表示测量完成后，相应的测量单元读取高精度计数芯片寄存器结果并启动微处理器模块中断向其发送数据。完成发送后测量单元再被标记为空闲状态，交出令牌。
根据精度要求的不同，测量模块在高精度模式下，高精度计数芯片启用单通道模式，每个通道最多与1个激活测量单元配合工作。测量模块在低精度模式下高精度计数芯片启用双通道模式，每个高精度计数芯片在无校正情况下最多与2个激活测量单元配合工作。传感器根据测量模块内置测量单元数量和不同的工作模式，按照上述数量对应关系装配相应数量的高精度计数芯片。
实施例2：一种高测量频率磁致伸缩传感器，所述传感器包括电子舱、测杆和磁环游标，测杆内有波导丝，电子舱包括微处理器模块、测量模块、激励控制模块、驱动模块、检波模块、放大模块、整形模块和输出接口模块。微处理器模块分别与测量模块、输出接口模块连接；测量模块分别与微处理器模块、激励控制模块连接；激励控制模块分别与测量模块、驱动模块连接；驱动模块分别与激励控制模块、波导丝连接；波导丝分别与驱动模块、检波模块连接；检波模块分别与波导丝、放大模块连接；放大模块分别与检波模块、整形模块连接；整形模块分别与放大模块、测量模块连接。输出接口模块与微处理器模块连接。
所述传感器采用Ti公司F28M36x Concerto作为控制器件。F28M36x是一芯双核的MCU系统，F28M36x中的主控子系统 — ARM Cortex-M3作为微处理器模块和输出接口模块的数字输出部分，F28M36x中的控制子系统 - TMS320C28x 32 位 CPU控制测量模块和作为输出接口模块的模拟输出部分。这样充分利用了F28M36x强大的数据处理能力和外围设备控制能力，简化了系统设计。
测量单元包括高精度计数芯片和逻辑控制器，每个测量单元都有专属于自身的独立高精度计数芯片。测量模块包括测量单元和通道信号分离单元。测量模块内置2或3或4或5或6或8或9或10或12或16或18或20或24或30或32个测量单元。由TMS320C28x 32 位 CPU控制FIFO、高精度计数芯片，并作为测量模块的逻辑控制器，同时作为通道信号分离单元。
测量时，每个测量单元内的独立高精度计数芯片按照逻辑控制器发出的start信号开始计时，测量单元从状态为空闲的FIFO中弹出，排入状态为激活的FIFO中。随后被激活的各个测量单元也依次从状态为空闲的FIFO中弹出，排入状态为激活的FIFO中。直到全部测量单元被激活为止。当通道信号分离单元监测到有回波信号返回时，立即从状态为激活的FIFO中弹出首个测量单元，并将stop信号传给这个测量单元，高精度计数芯片停止计时。根据高精度计数芯片中寄存器的计时结果就可以知道游标磁环的位置。
本实施例中其他部件的设计，与实施例1相同。同样支持各种异步/同步串行输出和CAN总线输出。与SPC3、VPC3+、Anybus AB6000等协议芯片配合，可以实现Profibus-DP输出，还可以与CPLD配合，实现SSI输出。TMS320C28x的10 位数模转换器支持高精度多通道模拟电压/电流输出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明保护范围的限定，只要是采用本发明的技术方案，或者仅仅是通过本领域的普通技术人员都能作出的任何常规修改或等同变化，都落入本发明所要求保护的范围之中。
Claims (8)
1.一种高测量频率磁致伸缩传感器，所述传感器包括电子舱（1）、测杆（2）和磁环游标（3），测杆（2）内有波导丝（2-1），
其特征在于：
电子舱（1）包括微处理器模块（1-1）、测量模块（1-2）、激励控制模块（1-3）、驱动模块（1-4）、检波模块（1-5）、放大模块（1-6）、整形模块（1-7）、通道信号分离模块（1-8）和输出接口模块（1-9）。
2.如权利要求1所述的高测量频率磁致伸缩传感器，
其特征在于：
微处理器模块（1-1）分别与测量模块（1-2）、输出接口模块（1-9）连接；
测量模块（1-2）分别与微处理器模块（1-1）、激励控制模块（1-3）、通道信号分离模块（1-8）连接；
激励控制模块（1-3）分别与测量模块（1-2）、驱动模块（1-4）连接；
驱动模块（1-4）分别与激励控制模块（1-3）、波导丝（2-1）连接；
波导丝（2-1）分别与驱动模块（1-4）、检波模块（1-5）连接；
检波模块（1-5）分别与波导丝（2-1）、放大模块（1-6）连接；
放大模块（1-6）分别与检波模块（1-5）、整形模块（1-7）连接；
整形模块（1-7）分别与放大模块（1-6）、通道信号分离模块（1-8）连接；
通道信号分离模块（1-8）分别与整形模块（1-7）、测量模块（1-2）连接；
输出接口模块（1-9）与微处理器模块（1-1）连接。
3.如权利要求1所述的高测量频率磁致伸缩传感器，
其特征在于：
所述微处理器模块（1-1）包括数据处理单元（1-1-1）、数据合成单元（1-1-2）、测量控制单元（1-1-3）,
数据处理单元（1-1-1）分别与数据合成单元（1-1-2）、测量控制单元（1-1-3）连接。
4.如权利要求1所述的高测量频率磁致伸缩传感器，
其特征在于：所述测量模块（1-2）中有n个测量单元（1-2-1），其中n为大于等于2的自然数。
5.一种高测量频率磁致伸缩传感器，所述传感器包括电子舱（1）、测杆（2）和磁环游标（3），测杆（2）内有波导丝（2-1），
其特征在于：
电子舱（1）包括微处理器模块（1-1）、测量模块（1-2）、激励控制模块（1-3）、驱动模块（1-4）、检波模块（1-5）、放大模块（1-6）、整形模块（1-7）和输出接口模块（1-9）。
6.如权利要求5所述的高测量频率磁致伸缩传感器，其特征在于：
微处理器模块（1-1）分别与测量模块（1-2）、输出接口模块（1-9）连接；
测量模块（1-2）分别与微处理器模块（1-1）、激励控制模块（1-3）、整形模块（1-7）连接；
激励控制模块（1-3）分别与测量模块（1-2）、驱动模块（1-4）连接；
驱动模块（1-4）分别与激励控制模块（1-3）、波导丝（2-1）连接；
波导丝（2-1）分别与驱动模块（1-4）、检波模块（1-5）连接；
检波模块（1-5）分别与波导丝（2-1）、放大模块（1-6）连接；
放大模块（1-6）分别与检波模块（1-5）、整形模块（1-7）连接；
整形模块（1-7）分别与放大模块（1-6）、测量模块（1-2）连接；
输出接口模块（1-9）与微处理器模块（1-1）连接。
7.如权利要求5所述的高测量频率磁致伸缩传感器，其特征在于：测量模块（1-2）包括n个测量单元（1-2-1）和一个通道信号分离单元（1-2-2），其中n为大于等于2的自然数。
8.一种磁致伸缩传感器提高测量频率的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：磁致伸缩传感器的n个测量单元（1-2-1）,其中n为大于等于2的自然数，其测量顺序为：当最近发起测量的测量单元Ui，其发起的测量所对应的回波尚未返回被检波模块（1-5）接收之前，任一处于空闲状态测量控制单元Uj，独立控制激励控制模块（1-3）发出激励信号，发起另一次测量，Ui与Uj发起测量的最小时间间隔为Tmin，Tmin等于一个回波信号长度周期的2倍；
步骤二：通道信号分离模块（1-8）将收到的回波信号，派送给按照先进先出原则组成的处于激活状态的测量单元队列中的首个测量单元，即当Ui对应的回波到达通道信号分离模块（1-8）时，Ui是队列中的第一个测量单元，紧随其后的是Uj，测量单元接收到属于自己的回波信号后进行后续处理，完成处理后被标记成空闲状态。
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