后的单极性单端信号，优选可以通过MCU控制数字电位器，即激励信号大小可由MCU控制数字电位器调整，根据振弦式传感器要求设定激励信号振幅基准，调整单极性差分扫频信号振幅，形成幅度可调的单极性单端信号(产生扫频信号振幅基准)。如图2和图4所示，激振装置优选还包括等值电阻分压电路11，采用等值电阻分压方式对MCU使用的供电电压(3.3V)分压，产生差分扫频信号的相对零点信号(1.65V)，等值电阻分压电路11与极性转换电路相连。极性转换电路包括增益均为I的差分放大器9和反相放大器8，差分放大器9与数字电位器7相连并将数字电位器7输出的幅度调节后的单极性单端信号作为差分正向输入以及将等值电阻分压电路11输出的差分扫频信号的相对零点作为差分负向输入，差分放大器9输出双极性单端信号，反向放大器8的输入端连接差分放大器9的输出端，反相放大器8的输出端输出与差分放大器9输出共同构成双极性差分扫频信号。桥式推挽功率放大电路10由主要采用双路驱动功率运算放大器，对双极性差分扫频信号进行放大，实现扫频信号功率放大，扩充了激励输出信号的动态范围(输出激励信号可增大一倍动态范围)，桥式推挽功率放大电路10还增加激励电流信号正反馈，提升其等效输出阻抗，根据振弦式传感器信号传输电缆长度不同(或者说是根据负载阻抗不同)自适应地调整输出激励信号振幅，抵消(或者说是补偿)振弦式传感器信号传输电缆线路阻抗引入的激励信号损耗。如图3a所示激励信号的波形，其输出信号的振幅随振弦式传感器信号传输电缆阻抗增大而增大。
[0039]如图2所示实施例的拾振装置中的各组件的电路图为图5—图8所示。该实施例的拾振装置优选还采用了前置高通滤波电路和二阶带通滤波电路，如图2所示，开关电路依次连接前置高通滤波电路、仪表放大器、二阶带通滤波电路和二次放大电路，振弦式传感器的谐振信号波形如图3b所示，振弦式传感器输出的谐振信号先经过前置高通滤波电路，电路图如图5所示，开关电路12的FRQ_0UT和C0M_0UT端均为从振弦式传感器的输入信号，前置高通滤波电路13采用二阶无源高通滤波器初步过滤现场环境中的工频干扰信号，对50Hz工频干扰提供超过30dB额外衰减，提升测量信号的信噪比。再进入仪表放大器，其电路图如图6所示，采用仪表放大器对振弦式传感器谐振信号进行差分100倍放大，并抑制振弦式传感器谐振信号中的共模干扰，输出适合后级二阶带通滤波电路幅值的信号。图6所示的仪表放大器的增益与R73设置为511欧有关，也可以将R73设置为其它值。二阶带通滤波电路的电路图如图7所示，使用高通、低通SALLEN-KEY有源滤波器(如图7所示的A和B)串联构成二阶带通滤波电路，该电路图的二阶带通滤波电路的通带频率范围是450Hz—6500Hz，过滤振弦式传感器谐振信号有效频带以外的干扰信号，进一步提高测量信号的信噪比，更加提升了频率测量的准确度。再由二次放大电路将二阶带通滤波电路的输出信号再次进行线性放大，如图8所示电路图，二次放大电路14能够提升信号过零时斜率，以便于后级过零检测电路15对信号进行整形、包络检波电路16检测信号的幅值。
[0040]过零检测电路15的电路结构如图8所示，为具有二极管嵌位的过零检测电路，包括两组二极管嵌位电路(第一组二极管嵌位电路151和第二组二极管嵌位电路152)、隔直电容153和比较器154，二次放大电路14的输出端作为具有二极管嵌位的过零检测电路15的输入端依次连接隔直电容153和比较器154，第一组二极管嵌位电路151包括两个设置方向相反且并联连接的二极管，第一组二极管嵌位电路151的一端从过零检测电路的输入端引出且第一组二极管嵌位电路151的另一端接地，第二组二极管嵌位电路152至少包括一正极接地且负极从过零检测电路的输出端引出的二极管。第二组二极管嵌位电路152可以是如图8所示的将相反方向设置的一对二极管封装而成且封装后具有3个引脚，引脚I悬空，引脚2从过零检测电路的输出端引出，引脚3接地。过零检测电路15大致工作是:经二次放大后的信号，先由第一组二极管嵌位电路151对信号限幅，然后通过比较器154实现带回差的过零检测，将信号转换为便于等精度测量的数字方波信号，并抑制低于比较阈值的噪声干扰，即提供比较回差防止阈值以下的噪声影响比较器154正常输出，输出信号采用第二组二极管嵌位电路152以二极管嵌位方式将双极性方波信号嵌位形成带少许残留负电压的单极性方波信号。
[0041]包络检波电路16的电路结构如图8所示，可采用有源理想二极管电路组成的电路实现对振弦式传感器谐振信号包络检波，获取振弦式传感器谐振信号振幅随时间变化关系，振弦式传感器的谐振信号波形如图3b所示，包络检波电路16采用检波方式同步检测振弦式传感器谐振信号的振幅，该振幅以指数形态衰减，振幅过大时，信号频率尚未稳定；振幅过小时，信号信噪比低；包络检波电路16输出包络检波输出线1，传输至信号有效性处理电路进行信号有效性处理；信号有效性处理电路可先进行同步AD转换将包络检波电路16输出的模拟信号转换为数字信号，再根据检测到的信号幅值变化判断信号的有效性，根据幅值大小变化，去除振幅大于最大振弦式传感器谐振信号振幅75%的不稳定谐振信号、去除振幅小于最大振弦式传感器谐振信号振幅25%的低信噪比信号，只采用中段质量较好的信号(即采用振幅介于最大振弦式传感器谐振信号振幅25%?75%之间的高质量信号)通过等精度测频电路进而得到振弦式传感器的谐振频率。如图3b所示，包络检波输出线I具有信号稳定临界点2和信号劣化临界点3，谐振信号波形到信号稳定临界点2后信号开始稳定此时振幅为最大振弦式传感器谐振信号振幅的75%，谐振信号波形到信号劣化临界点3后信号为低信噪比信号此时振幅为最大振弦式传感器谐振信号振幅的25%，只采用有效信号段4的谐振信号用于后续等精度测频，能够去除掉带内的叠加干扰信号5，保证信号质量，动态截取稳定的质量较好中段部分的谐振信号提供给等精度测频电路，提高测量准确度。
[0042]过零检测电路15将数字方波信号输入至等精度测频电路，检波电路16将稳定的高质量谐振信号输入至等精度测频电路，等精度测频电路内通常设置有MCU定时器及计数器等组件，根据计数器得到的谐振信号的脉冲样本数以及设置的标准参考脉冲频率定时器(即MCU定时器)的计数值计算脉冲周期进而求反得到振弦式传感器的谐振频率，简单来说就是，计数足够数量的脉冲数、持续时间，可直接计算处理得到振弦式传感器的谐振频率。
[0043]本发明还涉及一种振弦式传感器的频率测量方法，该方法与本发明上述的振弦式传感器的频率测量装置相对应，可理解为是实现本发明振弦式传感器的频率测量装置的方法。该方法流程如图9所示，包括激振阶段和拾振阶段，在激振阶段将扫频激励源发出的单极性差分扫频信号进行幅度调节后输出幅度调整后的单极性单端信号，激励信号可参考图3a所示，再对单极性单端信号进行极性转换输出双极性差分扫频信号，然后通过桥式推挽功率放大电路将双极性差分扫频信号施加至振弦式传感器并根据振弦式传感器信号传输电缆长度不同自适应地调整激励信号振幅。激振阶段硬件电路实现可参考图4所示。优选地，在激振阶段可利用数字电位器7进行幅度调节，将扫频激励源输出的单极性差分扫频激励信号分别连接至数字电位器7的两个固定端，由数字电位器7的调整端输出幅度调节后的单极性单端信号。还采用等值电阻分压电路11进行供电电压的分压，产生差分扫频信号的相对零点信号；结合差分扫频信号的相对零点信号并利用差分放大器9和反相放大器8对单极性单端信号进行极性转换，将差分放大器9与数字电位器7相连并将数字电位器7输出的幅度调节后的单极性单端信号作为差分正向输入以及将等值电阻分压电路11输出的差分扫频信号的相对零点作为差分负向输入，差分放大器9输出双极性单端扫频信号，再通过所述反向放大器8及差分放大器9共同输出双