振弦式传感器智能调试系统的设计与实现

　　1 引言

　　振弦式传感器是一种基于钢弦振动原理的力学传感器，可测量压力、拉力和位移等物理参量。在土木工程和建筑领域中获得广泛应用。振弦式传感器因制造工艺所致，其产品性能参数离散性很大，难以按一个标准化流程生产出性能参数统一的批量产品。在生产调试过程中。传统的调试方法多是用一台测频仪接在传感器上(有条件的厂家还接一台李沙育图形显示器)，一边调整钢弦，一边观察测频仪的读数(和李沙育图形)，调试人员凭经验判断调试质量。为了稳定产品质量，需要一种具有一定智能的调试仪器代替目前的人工方法。这里给出一个具有一定智能功能的调试系统的设计与实现方法。

　　2 系统设计

　　振弦式传感器的调试过程：将一台测频仪接在传感器上，为传感器提供激励信号并检测其输出频率，同时，可将一台李沙育图形显示器也接在传感器上用以观察输出波形;接通仪器电源，传感器开始工作，调试人员根据测频仪测得的频率用钳子拉着钢弦调整其松紧度以改变传感器输出频率;根据波形的持续时间判断是否有“碰弦”现象，通过拉紧钢弦或改变钢弦的高度排除“碰弦”;根据波形的圆滑和干净程度判断钢弦是否有“拧麻花”现象，然后重新绷弦或用钳子将钢弦拧顺。可见，这种人工调试法基本上没有可操作的量化指标，调试质量全由调试人员的经验和熟练程度决定，难以保证产品质量和参数的一致性。为减少调试过程中的主观因素，提高产品的质量和参数的一致性，设计一个智能调试系统，系统框图如图1所示。

　　系统的工作流程：(1)将传感器同定在调试台上，用机械手(夹具)将钢弦拉直绷紧;(2)将调试系统两根测试线与传感器的输出线相连，将示波器与调试系统相连;(3)通过控制键盘向单片机输入标定频率值和误差允许范同值、标定波形持续时间(以毫秒计)及其误差允许范围;(4)按下“调试”键开始调试。

　　系统不停地(或间歇地)激励传感器，使传感器输出频率信号，检测电路对信号进行放大、整形等调理，然后送单片机算出频率值并与设定值比较，若在误差范围之外，则单片机输出控制信号驱动步进电机A带动机械手沿钢弦拉直方向移动，以调整钢弦的松紧度，直到频率值落在误差范围内。

　　频率调好后，看钢弦振动持续时间是否达标。在检测电路中，有一个信号幅度检测电路，当信号幅度低于设定值时，它会输出一个触发信号通知单片机.单片机据此可算出波形的持续时间，也就是钢弦振动持续时间，如果该时间小于设定值，则将结果显示在显示屏上，并驱动蜂鸣器报警，直到找出问题。