CN206488790U - 标定内储型振弦传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种标定内储型振弦传感器，传感器壳体内增设存储部，存储部包括微控制单元和存储单元，负载连接于半波整流供电电路供电输出端，存储单元的数据I/O端口线与半波整流供电电路正极输入端并联、成为数据通讯线，振弦传感器的感应线圈一端为激励测量线，另一端并联至半波整流供电电路负板端、成为外接共地线。本技术方案仅增设一条数据通讯线，实现了测量传感变送信号传送和写入、读取特征标定参数和编号的多传输功能，具有电路组成简单、信号传输稳定、可靠、传输距离长、成本低廉的技术优点。

Description

标定内储型振弦传感器

技术领域

本实用新型涉及标定参数的传感器，尤其是振弦传感器。

背景技术

振弦式传感器因结构简单、抗干扰能力强、工作稳定、可靠、受温度影响小、测值可靠、适于长期观测等诸多技术优点，被广泛应用，尤其在土木工程监测中完成压力、应力等测量方面，更是不可缺少。但因产品类型不同、制造工艺和结构差异，导致每个振弦式传感器的参数离散性很大，因此每一只振弦式传感器出厂时均配有编号和自身特定的标定参数，只有将测量频率值和其标定参数共同代入数学运算模型中换算，才能得到反映准确的物理量值。所以各振弦式传感器的标定参数不能相互替代、不能混淆。

振弦传感器的这一特性给实际检测操作带来了诸多不便，每只振弦传感器的编号，既是操作人员查找对应标定参数的依据，还是工程中现场安装位置的标志，整项工程中需要埋置几十个、几百个、甚至更多的振弦传感器，安装作业中一旦出现混淆、损坏、丢失，将直接造成无法通过换算获得准确物理量值，也无法确定测量值所在位置，只能弃用，浪费量大。

为解决上述技术问题，技术人员们采用振弦传感器内固化本身标定参数来解决上述技术问题，如专利技术CN1912856A。但伴随而来的技术问题是：振弦传感器内部功能电路的增加，也使传感器的引出线缆只采用多芯线缆，而无法使用最为简单的二芯线线缆，如上述专利公开技术中就采用了包括信号采集线、地线、电源线、时钟线和数据线的五芯线引出线缆。

采用内部存储电路存放标定参数的技术手段，固然能够解决勘测技术人员寻找编号、查找对应标定参数等琐碎操作的技术问题，却没有得到实际推广应用，纠其原因主要有两方面：一是电路组成复杂、功耗大，影响测量；二是多芯线引出线缆不仅改变了线缆与外接测量设备连接方式，连接难度大大增加，而且多芯引出线缆使每只传感器造价成本和现场安装成本都会大幅度增加，而且数据传输距离也会因信号传输可靠性和稳定性变差而受到极大的影响。

发明内容

本实用新型的发明目的在于采用内存储电路固化本传感器的特定标定参数，同时还要简化电路组成，并摆脱多芯线束缚，造价成本低、数据传输距离长的标定内储型振弦传感器。

本实用新型提供的标定内储型振弦传感器技术方案，其主要技术内容是：一种标定内储型振弦传感器，传感器壳体内增设存储部，所述的存储部负载连接于半波整流供电电路供电输出端，其电路组成包括微控制单元和存储单元，存储单元的数据I/O端口线与半波整流供电电路正极输入端并联，对外引出作为数据通讯线，振弦传感器的感应线圈一端对外引出为激励测量线，另一端并联至半波整流供电电路负极端，对外引出作为外接共地线。

本实用新型提供的标定内储型振弦传感器技术方案，由传感器内的存储部固化存储本传感器的特征标定参数及编号，同时摆脱了外接线缆多芯线的结构束缚，仅增设一条数据通讯线，实现了测量传感变送信号传送和写入、读取特征标定参数和编号的多传输功能，测量传送和数据通讯相互不关联干扰，电路组成简单，信号传输稳定、可靠，传输距离长、成本低廉，易于推广、应用。

附图说明

图1为本实用新型的电路组成图。

具体实施方式

本实用新型的标定内储型振弦传感器，其传感器壳体增设有存储部，而存储部的设置并不关联影响传感器振弦和线圈传感原有结构。所述的存储部为本传感器特征标定参数及编号的存储区域，存储部可采用实施结构有多种，如采用内嵌入有可擦除flash和EEPROM的微控制器MCU构成，或由微处理器和外接扩展的存储芯片构成的微处理系统，其系统中还可扩展连接设置测温传感器及其测温芯片，如DS1631。存储部作为负载，连接于半波整流供电电路的正极与地线间的供电输出端，本半波整流供电电路由整流二极管D和充电电容C组成，过压保护电路WD并联于半波整流供电电路输入端，所述的过压保护电路WD为具有反向击穿特性二极管，如稳压二极管、瞬态抑制二极管。存储部的数据I/O端口线与半波整流供电电路正极DotA并联，对外引出、作为数据通讯线Line；振弦传感器的感应线圈L一端为引出外接的激励测量线XH，另一端与半波整流供电电路负板并联，对外引出作为传感器的共地线GND，组成三芯线引出线缆，连接外接测量设备。

从工作方式而言，外接测量设备与本传感器内的存储部组成了主、从控机，微控制器MCU接收外接测量设备指令，由数据通讯线Line写入或读取本传感器的特征标定参数，或由数据通讯线Line传送测温变送信号，或由激励测量线XH测量获取感应线圈L产生的频率感应信号。

其具体工作方式如下：

1、传感测量：

外接测量设备一方面由数据通讯线Line持续输出低电平信号，使半波整流供电电路处于非供电工作状态，另一方面由激励测量线XH激励感应线圈L，再获取频率感应信号；

2、数据通讯：

外接测量设备由数据通讯线Line输出高电平，使半波整流供电电路具有提供至微控制器MCU及存储芯片或测温芯片的足够供电电压，此时微控制器MCU处于接收指令状态；其后，外接测量设备由数据通讯线Line输出数据低电平，半波整流供电电路的整流二极管D被截止，仅由充电电容C维持存储部工作电压。应当说明的是，需要按维持供电时间的技术要求来确定半波整流供电电路的元件参数；还可采用数据传输与供电分时段交替工作方式，来确定半波整流供电电路的元件参数。本数据通讯线Line向存储部传送指令信号和数据I/O线数据回传的半双工缆线，存储部接收数据通讯线Line的传送指令，再根据指令，或由数据通讯线Line回传特征标定参数及编号，由外接测量设备按数学转换模型，运算得到准确的压力值KN、应力值MPa、位移值mm、应变uε等物理量值，或回传测温信号。

本技术方案具有电路构成极为简单、数据传输距离达到和超过500米的技术优点，功能全面，成本低廉。本技术方案不仅适用于振弦式传感器，也适用于封闭且内部设置功能电路，而仅由三根传输芯线的电子设备中。

Claims (4)

1.一种标定内储型振弦传感器，传感器壳体内增设存储部，其特征在于所述的存储部负载连接于半波整流供电电路供电输出端，其电路组成包括微控制单元和存储单元，存储单元的数据I/O端口线与半波整流供电电路正极输入端并联，对外引出作为数据通讯线，振弦传感器的感应线圈一端对外引出为激励测量线，另一端并联至半波整流供电电路负极端，对外引出作为外接共地线。

2.根据权利要求1所述的标定内储型振弦传感器，其特征在于所述的存储部采用内嵌入有可擦除flash和EEPROM存储单元的微控制器构成。

3.根据权利要求1所述的标定内储型振弦传感器，其特征在于所述的存储部为微处理器和外接扩展的存储芯片为存储单元构成的微处理系统。

4.根据权利要求1所述的标定内储型振弦传感器，其特征在于半波整流供电电路由整流二极管(D)和充电电容(C)组成。