一种可测量简谐振荡频率的振动频率传感器孙志卓.pdfVIP

14 传感器技术 (JournalofTransducerTechnology) 2005年 第24卷 第 6期 一 种可测量简谐振荡频率的振动频率传感器 孙志卓 ，吕文志 ，任传成 ，王全娟 (1．德州学院计算机系，山东德州 253023；2．山东大学 土建与水利学院，山东 济南 250031) 摘 要：以压电式加速度传感器和信号处理电路为核心，研究了一种可以测量简谐振荡频率的振动频率 传感器，给出了该频率传感器核心控制电路的设计方法。仿真和实验表明：该频率传感器能实时、准确地 测量出以简谐规律振荡的振动频率，测量误差小于 ±2．3％。 关键词：频率传感器；频率测量；振动主动控制；振动频率 中图分类号 ：TP212 文献标识码：A 文章编号 ：1000—9787(2005)06—0014—03 Vibrationfrequencysensorformeasuringsimpleharmonic oscillationfrequency SUNZhi·zhuo，Lt3Wen-zhi，RENChuan．cheng，WANGQuan-juan (1．DeptofComputer，DezhouUniversity，Dezhou253023，China： 2．SchofCi词 Engin，ShandongUniversiyt ，Jinan250031，China) Abstract：Centredaroundpiezoelectricaccelerometerandsignal processingcircuitthevibrationfrequencysensor ， whichcan measure simple harmonic oscillation frequency is studied，and the design method forkernelsing al processingcircuitofthe sensorisalso presentde ．Emulation and experimentshow thatthe simple harmonic oscillation~equencyofthevibratingobjectcanbesynchronouslynadaccuratelydetected，theerrorislessthna ±2．3％ ． Keywords：frequencysensor；~equencymeasuring；activevibrationcontrol；vibrationfrequency 0 引 言 在振动控制系统中，振动体的振动频率是一个非常重 要的控制参数，尤其在振动主动控制领域 中，如，频率可 调式动力吸振器就是通过调节吸振器的频率 ，使之达到最 佳的吸振状态，可见获得准确的振动频率是实施有效振动 控制的根本保证 。但在实际的工程应用中，振动体的振动 频率有时是在一定频带内以简谐规律振荡的，传统的频率 测量方法，如，低频段常用的测周法、高频段常用的测频 图 1 二阶振动系统模型 图 法都无法准确地测量 出任一给定时刻的瞬时频率值 ，无法 Fig 1 M odeldiagram of2-ordervibrattosystem 为k。和k2，质量 m，上作用简谐力 sinoJt，则该二阶系统 满足振动主动控制系统对频率测量的实时性、准确性要 的运动方程组为 求。 鉴于以上情况，研究设计 了一种在一定频带 内以简谐