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振弦式传感器具有结构简单、使用寿命长、抗干扰能力强、稳定性好等优点,输出数字式的频率信号,便于远距离传输,可直接与微机接口,在土木、水利水电、桥梁、矿山等领域得到广泛运用。但由于振弦式传感器在结构设计、材料选用与热处理、加工工艺、激振电路等技术方面涉及到材料、力学、机械设计、电子等诸多学科,同时还涉及到数学模型、温度补偿、测量方法等有关定量及定性分析、设计思想及方法等太多的因素,使得振弦式传感器一直很难进入高精度的传感器系列,导致振弦式传感器在其他领域的应用受到了限制,使得振弦式传感器的诸多优点远未得到很好的发挥。 振弦传感技术主要包括振弦式传感器的结构形式与设计要点、钢弦的激发电路、测频方法与测频电路、振弦式传感器的数学模型、数据处理方法与数据处理软件以及振弦传感技术的现场应用等。本文的重点内容之一是围绕振弦式传感器常用的五种数学模型采用最小二乘法对各模型的拟合系数求解进行了数学推导,并通过3个典型振弦式传感器的标定数据,从拟合误差的角度对各数学模型作出实际的评价,进一步从应用的角度对本文提及的振弦式传感器五种数学模型在①拟合精度、计算量;②对初频漂移有补偿作用;③调零去皮功能等三个方面进行了比较研究。本文开展的另外一个重点内容是围绕振弦式传感器在较大温度变化时的温度补偿问题,通过国外文献数据、自行构建的温度-压力-频率的实验测试数据,证实了温度补偿的必要性,同时基于振弦式传感器数学模型的结构系数不变,只改变工作特性方程的当前初频值,即可取得较好的温度补偿效果的假设条件下,从误差分析的角度对振弦式传感器五种数学模型的初频温漂补偿效果进行了对比分析研究,实证了这五种数学模型均具有一定的初频温漂补偿作用。本文还编制了一个简单实用的基于数学模型Pi=A(f2i-f2o)+B(fi-fo)的振弦式传感器性能分析软件,该软件对其他数学模型具有较好的移植性。最后介绍了振弦式传感器在煤矿中的两个应用实例。