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CN116603719B - 一种振弦式传感器激振控制电路、方法和装置 - Google Patents

一种振弦式传感器激振控制电路、方法和装置

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CN116603719B
CN116603719B CN202310593110.2A CN202310593110A CN116603719B CN 116603719 B CN116603719 B CN 116603719B CN 202310593110 A CN202310593110 A CN 202310593110A CN 116603719 B CN116603719 B CN 116603719B
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China
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power supply
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China Geokon Instruments Co ltd
Geokang Technologies Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种振弦式传感器激振控制电路、方法和装置，控制电路包括控制子电路、电压调节电路、驱动电路和电源电路，控制子电路分别与电压调节电路、驱动电路连接，电压调节电路与驱动电路连接，电源电路用于给激振控制电路提供电源，电压调节电路用于根据控制子电路的第二控制信号，提供可调电压幅值的正负电源电压，驱动电路用于根据控制子电路的第三控制信号，输出具有正负电压脉冲的激励信号，在线圈上不同时刻产生方向相反的电流，在线圈周围产生交变磁场，对处于磁场中的软铁片形成推力与拉力，加速振弦的起振，节约能源。

Description

一种振弦式传感器激振控制电路、方法和装置
技术领域
本发明涉及岩土工程监测技术领域，尤其是涉及一种振弦式传感器激振控制电路、方法和装置。
背景技术
目前，在对岩土工程的安全监测中，通常采用振弦式(或称钢弦式)仪器等安全监测仪器监测岩土工程的应力应变、温度、接缝开度、渗漏和变形等物理量，用以分析判断岩土工程的安全。
振弦式仪器，或称振弦式传感器，包括一根两端固定、均质的钢弦。钢弦长度为L，在感知外界作用力F的时候，其中外界作用力F包括岩土工程的应力应变、温度、接缝开度、渗漏和变形，钢弦会产生ΔL的拉伸变形，在弹性范围内，同时考虑温度T的影响：
式中，α表示线膨胀系数，L表示振弦长度，在F作用力下，振弦产生ΔL的拉伸变形，ΔT＝T-T0，表示温度变化，T表示温度，T0表示起始温度。
振弦的机械振动固有频率f，计算公式如下：
式中，E表示振弦的弹性模量，ρV表示振弦的密度，λ表示振弦材料的泊松系数，E、ρV、λ均为定常数。
将公式(1)(2)进行整理，消除这一共同变量，得到F是f和T的确定函数，通过测量f和T，能够实现外界作用力F的测量。可见，振弦的振动固有频率参量f是最为关键的测量因子。
采用激振拾振的方式对固有频率进行测量，高压拨弦激振方式采用100-200V的高压，向传感器线圈发出单个脉冲信号，使振弦振起来，高压会引起传感元件的疲劳和老化，对传感器的绝缘性能提出了更高要求，长期使用会使传感器精度变差甚至失效。另外，激振时产生的高压也会威胁到使用者的人身安全。
低压扫频激振方式的激振波形由数字系统产生，是一系列幅度一定(5V或3.3V)、频率可调的方波，方波宽度随频率的变化而线性变化，低压扫频激振方式每次激振的持续时间长，导致每次传感器测量时间延长，导致振弦温度升高，影响仪器的测量精度，也难以实现对传感器的快速测量，同时增加电能消耗。
因此，如何快速使振弦起振是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种振弦式传感器激振控制电路、方法和装置，采用正负电源电压，在线圈上不同时刻形成方向相反的电流，从而在线圈周围产生交变磁场，对处于磁场中的软铁片形成推力与拉力，加速振弦的起振，节约能源。
第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种振弦式传感器激振控制电路，包括控制子电路、电压调节电路、驱动电路和电源电路，控制子电路分别与电压调节电路、驱动电路连接，电压调节电路与驱动电路连接，电源电路用于给激振控制电路提供电源，电压调节电路用于根据控制子电路的第二控制信号，提供可调电压幅值的正负电源电压，驱动电路用于根据控制子电路的第三控制信号，输出具有正负电压脉冲的激励信号，用于在线圈上产生不同方向的电流。
本发明进一步设置为：控制子电路包括控制芯片，电源电路包括依次连接的升压电路、稳压电路和第一负电源电路，升压电路用于将储能电池电压提高到升压电压，稳压电路用于对升压电压进行稳压，得到第一电压和第二电压，第一负电源电路用于将第二电压转换为第一负电源电压，第一负电源电压的电压幅度值与第二电压的电压幅度值相同。
本发明进一步设置为：稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路的使能端与开关连接，在开关闭合时，第一稳压电路工作，产生第一电压，用于给控制子电路提供电源，第二稳压电路的使能端与控制子电路的控制信号输出端连接，在使能信号有效时将升压电压转换为第二电压。
本发明进一步设置为：电压调节电路包括依次连接的第一隔离电路、选择电路、可调电路和第二负电源电路，第一隔离电路的输入连接到控制子电路，可调电路根据控制子电路输出的第二控制信号，选择不同的电阻网络，对应输出不同的电源电压，第二负电源电路将可调电压转换为第二负电压电源。
本发明进一步设置为：选择电路包括多选一开关芯片，用于进行电阻网络的选择，可调电路包括可调芯片，其电压输入端连接升压电路的电源输出端，在控制子电路的输出的使能信号有效时，将升压电压转换为可调电压。
本发明进一步设置为：驱动电路包括依次连接的第二隔离电路、开关控制电路和驱动子电路，第二隔离电路的输入连接控制子电路的输出。
本发明进一步设置为：驱动电路包括依次连接的第二隔离电路、开关控制电路和驱动子电路，驱动电路用于根据控制子电路输出的第三控制信号组，输出对应的驱动信号，结合电压调节电路输出的可调正负电源，施加到线圈的两端，实现线圈上电流方向的改变。
本发明进一步设置为：驱动子电路包括H桥驱动芯片。
第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种振弦式传感器激振方法，在激振线圈上施加激励信号，激励信号包括正电压幅值的正脉冲的和负电压幅值的负脉冲，用于在线圈上产生方向相反的电流，形成正激励与负激励，在线圈周围产生交变磁场，在正激励时对位于交变磁场中的软铁片形成推力，在负激励时对位于交变磁场中的软铁片形成拉力，使振弦在推力与拉力的作用下快速起振。
第三方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种振弦式传感器激振装置，包括激振控制电路、线圈、振弦和软铁片，软铁片设置在振弦上，线圈设置在振弦一侧，激振控制电路输出激励信号，线圈在激励信号的作用下，产生方向相反的电流，形成正激励与负激励，在线圈周围产生交变磁场，在正激励时对位于交变磁场中的软铁片形成推力，在负激励时对位于交变磁场中的软铁片形成拉力，使振弦在推力与拉力的作用下快速起振。
与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：
1.本申请的激振控制电路，通过控制驱动电路的正负电压及驱动信号，输出电压可调的正负脉冲信号，用于在线圈上产生正反两个方向的电流，用于形成的磁场对振弦产生推力和拉力，加速振弦起振；
2.进一步地，本申请通过设置隔离电路，将控制芯片与振弦模拟信号进行隔离，增强了电路的抗干扰能力；
3.进一步地，本申请通过设置电压可调电源，同时产生同幅值的负电源电压，产生具有正负电压的激振信号，实现磁场的交变控制。
附图说明
图1是本申请一个具体实施例的激振控制电路结构示意图；
图2是本申请一个具体实施例的电源电路结构示意图；
图3是本申请一个具体实施例的电压调节电路结构示意图；
图4是本申请一个具体实施例的驱动电路结构示意图；
图5是本申请一个具体实施例的控制子电路结构示意图；
图6是本申请一个具体实施例的升压电路结构示意图；
图7是本申请一个具体实施例的第一稳压电路结构示意图；
图8是本申请一个具体实施例的第二稳压电路结构示意图；
图9是本申请一个具体实施例的第一负电源电压电路结构示意图；
图10是本申请一个具体实施例的第一隔离电路结构示意图；
图11是本申请一个具体实施例的选择电路结构示意图；
图12是本申请一个具体实施例的可调电路结构示意图；
图13是本申请一个具体实施例的开关控制电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例一
本申请的一种振弦式传感器激振控制电路，如图1所示，包括控制子电路、电压调节电路、驱动电路和电源电路，控制子电路分别与电压调节电路、驱动电路连接，电压调节电路与驱动电路连接，电源电路用于给激振控制电路提供电源，电压调节电路用于根据控制子电路的控制信号，提供一个可调电压的电源，驱动电路用于根据控制子电路的给出的驱动信号，结合可调电压电源输出，施加激励到线圈上。
控制子电路包括控制芯片，产生控制信号，分别给到电源电路、电压调节电路、驱动电路，电源电路根据控制子电路给出的第一控制信号组控制电源的输出，电压调节电路根据控制子电路给出的第二控制信号组，调节输出电压值，并将输出电压转换为正负电源电压，输出给驱动电路，驱动电路根据控制子电路给出的第三控制信号组，结合正负电源电压，输出驱动信号给线圈两端，改变流过线圈中的电流方向，在线圈周围产生交变磁场，用于对磁场中软铁片产生推力和拉力，加速软铁片的运动，带动与软铁片相接的振弦起振。
电源电路用于将储能电池的电池电压转换为控制子电路需要的第一电压、电压调节电路需要的第二电压、以及驱动电路需要的第一负电源电压。
如图2所示，电源电路包括依次连接的升压电路、稳压电路和第一负电源电路，升压电路用于将储能电池的电池电压提高到升压电压，稳压电路用于对升压电压进行稳压并降压，得到第一电压和第二电压，第一负电源电路用于将第二电压转换为第一负电源电压，第一负电源电压的电压幅度值与第二电压的电压幅度值相同，第二电压及第一负电源电压用于给激振控制电路供电。
电压调节电路用于根据控制子电路输出的第二控制信号组，调节电压幅值，将第二电压转换为可调电压幅值的正电源电压，再根据可调正电源产生相同电压幅值的负电源电压，驱动电路根据控制子电路输出的驱动信号，将正电源电压与负电源电压分时施加到线圈的两端，使流过线圈的电流方向在正向与反向之间转换，在线圈上形成正激励与负激励，线圈上电流方向的改变，在线圈周围产生交变磁场。在交变磁场处于正激励时，对位于交变磁场中振弦上的软铁片产生推弦力，在交变磁场处于负激励时，对位于交变磁场中振弦上的软铁片产生拉弦力，在这里，推弦力与拉弦力是相对而言，指二个力的方向相反。
一个激励过程设置成一个正激励与负激励的组合，将正激励与负激励相互间隔着施加到线圈上，施加到振弦上软铁片的磁力就是一个推弦力与拉弦力相互作用的过程，在推弦力与拉弦力相互作用下，加速了振弦的起振过程，提高激振效率。
如图3所示，电压调节电路包括依次连接的第一隔离电路、选择电路、可调电路和第二负电源电路，第一隔离电路的输入连接到控制子电路，选择电路的输入连接到第一隔离电路的输出，根据第一隔离电路的输出第一隔离控制信号，选择不同的电阻网络。
在控制子电路输出的第二控制信号组作用下，可调电路根据电阻网络的值，调节输出电压，不同的电阻网络，对应输出不同的电源电压，实现电源电压的可调。
第二负电源电路输入与可调电路的输出连接，将可调电压转换为第二负电压，第二负电压的电压幅值与可调电压的电压幅值相同，生成具有可调电压幅值的正负电源。
不同幅值的可调电压正负电源施加到线圈上，使交变磁场的磁感应强度发生变化，以适应不同的传感器和线圈。
根据传感器的固有频率，决定正电源电压和负电源电压施加到线圈上的持续时间，正电源电压施加到线圈上的持续时间与负电源电压施加到线圈上的持续时间相同，此时，施加到线圈上的是一个具体正负电源的脉冲信号。
在传感器固有频率范围为2000-3000Hz之间时，一个具体正负电源的脉冲信号的持续时间分别在167-250us之间。
驱动电路用于根据控制子电路输出的第三控制信号组和正负电源电压，输出施加到线圈上的激励信号，激励信号的正脉冲或负脉冲持续时间由第三控制信号组决定，正脉冲与负脉冲的幅值大小由正负电源电压决定。
如图4所示，驱动电路包括依次连接的第二隔离电路、开关控制电路和驱动子电路，第二隔离电路的输入连接控制子电路的输出，开关控制电路的输入连接第二隔离电路的输出，其输出连接驱动子电路的输入，驱动电路用于根据控制子电路输出的第三控制信号组，输出对应的驱动信号，结合电压调节电路输出的可调正负电源，施加到线圈的两端，实现线圈上电流方向的改变。
在本申请的一个具体实施例中，第一控制信号组包括至少一个子控制信号，第二控制信号组包括至少一个子控制信号、第三控制信号组包括至少一个子控制信号。
具体实施例二
本申请的一种振弦式传感器激振控制电路，包括控制子电路、电压调节电路、驱动电路和电源电路，如图5所示，控制子电路包括控制芯片U1，控制芯片U1输出第一控制信号组给电源电路，输出第二控制信号组电压调节电路，输出第三控制信号组给驱动电路。
在本申请的一个具体实施例中，第一控制信号组包括两个使能信号A_EN、A5_EN，第一使能信号A_EN用于对升压电路进行使能控制，第二使能信号A5_EN用于对稳压电路进行使能控制。
第二控制信号组包括一个使能信号MVCC_EN、二个选择控制信号，第三使能信号MVCC_EN用于对可调电路进行使能控制，第一选择控制信号POWER_SELA和第二选择控制信号POWER_SELB的组合，用于对电阻网络进行选择控制。
第三控制信号组包括二个开关控制信号，第一开关控制信号VW_SCAN1_1和第二开关控制信号VW_SCAN2_1，用于控制驱动电路工作。
电源电路包括升压电路、稳压电路和第一负电源电路，升压电路如图6所示，包括升压芯片U2及其外围电路，升压芯片U2的输入电压VIN为储能电池电压BAT+，经过升压芯片U2后，得到5.5V的输出电压VOUT。
升压芯片U2的使能端EN，与控制芯片U1的使能端A_EN连接，在使能信号EN有效时，升压芯片U2启动，输出5.5V的电压。
在升压芯片U2的输入端VIN与反馈SW端之间，设置电感L1，以用于升压。
在升压芯片U2的输出端VOUT与地之间，设置采样电阻串，采样电阻串是电阻R27和电阻R25的串联组合，电阻R27的一端连接输出端VOUT，电阻R27和电阻R25的串联点连接到升压芯片U2的采样端FB，电阻R25的另一端接地。
输出电压VOUT的大小，与电阻R27和电阻R25大小相关，计算公式如下：VOUT＝((R27/R25)+1)*K1 (1)；
式中，K1为系数，取值为0.795。
在储能电池的电源正与地之间，设置并联连接的滤波电容C30和滤波电容C31。
在升压芯片U2的输出端VOUT与地之间，设置并联连接的滤波电容C28和滤波电容C29，输出端VOUT通过磁珠R28引出5.5V电源输出，在5.5V电源输出端设置滤波电容C27。磁珠R28用于电源的高频滤波。
稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路，如图7所示，第一稳压电路包括稳压芯片U3及其外围电路，稳压芯片U3的使能端EN与开关连接，采用开关启动，在开关闭合时，稳压芯片U3工作，将储能电池的电源电压BAT+稳定在控制芯片U1需要的电源电压3.3V上。
如图8所示，第二稳压电路包括稳压芯片U4及其外围电路，稳压芯片U4的使能端EN与控制芯片U1的第二使能信号A5_EN输出端连接，其输入电压端连接升压电路的电压输出端，用于将升压电路产生的升压电压转换为第二电压。
如图9所示，第一负电源电压电路包括电源芯片U5，电源芯片U5是一种可调节电荷泵电压转换器，用于将正电源电压转换为负电源电压。
在开关闭合后，稳压芯片U3工作，给控制芯片U1上电，控制芯片输出第一使能信号A_EN，控制升压芯片U2工作，输出第二使能信号A5_EN，控制稳压芯片U4工作。这样，保证在开关闭合后，电源电路开始工作，在开关打开后，整个电路断路，节约能源。
电压调节电路包括依次连接的第一隔离电路、选择电路、可调电路和第二负电源电路。
如图10所示，第一隔离电路包括二路，第一路隔离电路包括光电隔离芯片U6，光电隔离芯片U6的输入侧的输入端通过电阻R26连接到第一电源电压，输入侧的输出端连接到控制芯片U1的第一选择控制信号POWER_SELA输出端，其输出侧的输入端通过电阻R23连接到第二电源电压、并作为输出端输出第一隔离控制信号SELA给选择电路，其输出端接地。
在第一选择控制信号POWER_SELA为低电平时，光电隔离芯片U6导通，第一隔离控制信号SELA为低电平，在第一选择控制信号POWER_SELA为高电平时，光电隔离芯片U6截止，第一隔离控制信号SELA为高电平。
第二路隔离电路的结构与第一路隔离电路的结构相同，不再赘述。
第二路隔离电路输出第二隔离控制信号SELB，同样地，在第二选择控制信号POWER_SELB为低电平时，光电隔离芯片U7导通，第二隔离控制信号SELB为低电平。
选择电路用于选择不同的电阻网络，与可调电路的电阻匹配后，调节电源输出电压。
如图11所示，选择电路包括多选一开关芯片U8，通道CH4端通过电阻R33接地，通道CH5端通过电阻R35接地，通道CH6端通过电阻R38接地，通道CH7端通过电阻R39接地，本实施例中多选一开关芯片U8由第二电压与第一负电源电压供电。
在开关芯片U8的输入端SELA、SELB的取值不同时，选择通道CH4-CH7中的一个通道与输出端COM连接，输出端COM与可调电路的MVCC_RES端连接。
如图12所示，可调电路包括可调芯片U9及其外围电路，可调芯片U9的输入端连接升压电路的电源输出端，其使能端EN通过电阻R34连接到控制芯片U1的第三使能信号MVCC_EN输出端，并通过R32接地。其输出端OUT输出可调电压M+VCC，其采样端FB连接电阻R37的一端、开关芯片U8的输出端COM和电容C37的一端，电阻R37的一端的另一端、电容C37的另一端连接可调电压M+VCC输出端OUT。
在输出电流大于设定值时，可调芯片的输出端OUT的可调电压与电阻R37、开关芯片U8的输出端COM连接的电阻有关。
在开关芯片U8的输出端COM与通道CH4接通时，可调芯片的输出端OUT的可调电压M+VCC，计算公式如下：
M+VCC＝VREF((R37/R33)+1) (2)；
通过设置不同的VREF，得到不同的可调电压M+VCC。
第二负电源电路的结构与第一负电源电路结构相同，将可调电压的正电压转换为幅值相同的负电压M-VCC。
驱动电路包括依次连接的第二隔离电路、开关控制电路和驱动子电路，第二隔离电路的结构与第一隔离电路的结构相同，用于将控制芯片输出的第一开关控制信号VW_SCAN1_1转换为第一开关隔离信号VW_SCAN1,第二开关控制信号VW_SCAN2_1转换为第二开关隔离信号VW_SCAN2，传输给开关控制电路。
如图13所示，开关控制电路包括PNP型三极管Q2和Q3，PNP型三极管Q2设置成典型的开关电路，其发射极通过电阻R57连接到第二电源电压端，其集电极连接到驱动子电路的第一输入端，其基极连接到第一开关隔离信号VW_SCAN1输出端。
PNP型三极管Q3也设置成典型的开关电路，其发射极通过电阻R66连接到第二电源电压端，其集电极连接到驱动子电路的第二输入端，其基极连接到第二开关隔离信号VW_SCAN2输出端。
驱动子电路包括H桥驱动芯片U11，其正电源接可调电压M+VCC输出端，其地接负电源电压M-VCC输出端，其第一输出端通过电阻R65接传感器第一端VW1，其第二输出端通过电阻R67接传感器第二端VW2。
在第一开关隔离信号VW_SCAN1为低电平时，PNP型三极管Q2导通，驱动子电路的第一输入端为高电平，反之，在第一开关隔离信号VW_SCAN1为高电平时，PNP型三极管Q2截止，驱动子电路的第一输入端为低电平。
驱动子电路的第二输入端的输入，与第一输入端的输入原理相同，不再赘述。
驱动芯片U11根据其第一输入端与第二输入端的输入，输出VW1、VW2信号并分别施加到传感器线圈的两端。
当驱动芯片U11第一输入端输入高电平、第二输入端输入低电平时，VW1为高电平、VW2为低电平，传感器线圈上的电流方向为正方向。
当驱动芯片U11第一输入端输入低电平、第二输入端输入高电平时，VW1为低电平、VW2为高电平，传感器线圈上的电流方向为反方向。
通过改变线圈上的电流方向，改变线圈周围的磁场极性方向，对位于磁场中的软铁片上产生不同方向的力，使软铁片带动振弦形成振动。
由于制造工艺等原因的不同，有的传感器不容易起振，通过改变高电平与低电平的电压幅值，适应不同的线圈与振弦，使振弦起振，提高传感器的起振速度。
具体实施例三
本申请的一种振弦式传感器激振装置，包括激振控制电路、线圈、振弦和软铁片，软铁片设置在振弦上，线圈设置在振弦一侧，激振控制电路输出具有正电源电压的高电平与具有负电源电压的低电平脉冲信号，在振弦上产生推力与拉力，促使振弦快速起振。
一个激励信号包括一个正电源电压形成的正脉冲和一个负电源电压形成的负脉冲，激励信号的周期与振弦固有频率等参数相关，将至少一个激励信号施加到线圈上，振弦上产生一个暂态过程，暂态过程持续一时间段后，振弦进入稳定的自由振动状态，产生稳定的自由振动波形。通过检测自由振动波形，得到振动频率，由振动频率计算外界作用力F。
本发明实施例一种振弦式传感器激振装置的实施原理为：产生正电源与负电源，正负电源的电压值相同，且电压值可调，控制电路产生至少一个激励信号施加到线圈上，在线圈周围产生交变的磁场，振弦处于交变磁场中，在激励信号正脉冲时交变磁场对振弦产生拉力，在负脉冲时交变磁场对振弦产生推力，在拉力与推力的相互作用下，提高振弦的起振速度，正申请中的拉力与推力是相对而言的。
采用振弦式传感器类型一，本装置的试验结果表明，使用3-5个激振信号进行激振，振弦能够可靠起振。采用3个激振信号，激振信号峰峰值为正负5V，激振信号频率范围为2800-3000Hz，激振信号周期范围在178-167us，将激振频率点设置在2800Hz、2900Hz、3000Hz，对应的激振信号周期为178us、172us、167us；3个激振信号的持续时间为1.15ms，激振信号停止后，暂态过程持续约7.3ms后，产生稳定的自由振动波形。激振后振弦自由振动波形的持续时间为494.1ms，完全满足测频电路样本采集时间并且频率测值稳定，误差小于±0.1Hz。
采用振弦式传感器类型二，改变激振信号频率为600Hz、750Hz、900Hz，3个激振信号的持续时间约4.1ms，激振信号停止后，振弦上信号的暂态过程持续约8.6ms后，产生稳定的自由振动波形，振弦自由振动波形的持续时间为880ms以上，完全满足测频电路样本采集时间并且频率测值稳定，误差小于±0.1Hz。
本申请的推弦拉弦的激振方式，包括激振阶段、暂态过程阶段、自由振动阶段，激振阶段为施加激振信号的时间段，此时的激振信号数量可控，减少振弦激振持续时间，大大减少振弦的温升效应，进而减少振弦式仪器的温度附加误差，提高仪器的测量精度；暂态过程阶段为激振信号停止后，振弦自由振动前呈现的过渡过程，自由振动阶段，振弦产生自由振动，在此阶段进行频率的测量。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种振弦式传感器激振控制电路，其特征在于：包括控制子电路、电压调节电路、驱动电路和电源电路，控制子电路分别与电压调节电路、驱动电路连接，电压调节电路与驱动电路连接，电源电路用于给激振控制电路提供电源，电压调节电路用于根据控制子电路的第二控制信号，提供可调电压幅值的正负电源电压，驱动电路用于根据控制子电路的第三控制信号，输出具有正负电压脉冲的激励信号，用于在线圈上产生不同方向的电流，电压调节电路包括依次连接的第一隔离电路、选择电路、可调电路和第二负电源电路，第一隔离电路的输入连接到控制子电路，可调电路根据控制子电路输出的第二控制信号，选择不同的电阻网络，对应输出不同的电源电压，第二负电源电路将可调电压转换为第二负电压电源，选择电路包括多选一开关芯片，用于进行电阻网络的选择，可调电路包括可调芯片，其电压输入端连接升压电路的电源输出端，在控制子电路的输出的使能信号有效时，将升压电压转换为可调电压，驱动电路包括依次连接的第二隔离电路、开关控制电路和驱动子电路，驱动电路用于根据控制子电路输出的第三控制信号组，输出对应的驱动信号，结合电压调节电路输出的可调正负电源，施加到线圈的两端，实现线圈上电流方向的改变，驱动子电路包括H桥驱动芯片。
2.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器激振控制电路，其特征在于：控制子电路包括控制芯片，电源电路包括依次连接的升压电路、稳压电路和第一负电源电路，升压电路用于将储能电池电压提高到升压电压，稳压电路用于对升压电压进行稳压，得到第一电压和第二电压，第一负电源电路用于将第二电压转换为第一负电源电压，第一负电源电压的电压幅度值与第二电压的电压幅度值相同。
3.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器激振控制电路，其特征在于：稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路的使能端与开关连接，在开关闭合时，第一稳压电路工作，产生第一电压，用于给控制子电路提供电源，第二稳压电路的使能端与控制子电路的控制信号输出端连接，在使能信号有效时将升压电压转换为第二电压。
4.根据权利要求1所述的一种振弦式传感器激振控制电路，其特征在于：驱动电路包括依次连接的第二隔离电路、开关控制电路和驱动子电路，第二隔离电路的输入连接控制子电路的输出。
5.一种振弦式传感器激振装置，其特征在于：包括激振控制电路、线圈、振弦和软铁片，所述激振控制电路采用权利要求1-4任意一项所述的振弦式传感器激振控制电路，软铁片设置在振弦上，线圈设置在振弦一侧，激振控制电路用于向线圈输出激励信号。
6.一种振弦式传感器激振方法，其特征在于：所述振弦式传感器包括如权利要求5所述的振弦式传感器激振装置，在激振线圈上施加激励信号，激励信号包括正电压幅值的正脉冲的和负电压幅值的负脉冲，用于在线圈上产生方向相反的电流，形成正激励与负激励，在线圈周围产生交变磁场，在正激励时对位于交变磁场中的软铁片形成推力，在负激励时对位于交变磁场中的软铁片形成拉力，使振弦在推力与拉力的作用下快速起振。
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