VM301是自主研發(fā)的嵌入式振弦傳感器測量模塊,適用于國內(nèi)外各種振弦式傳感器。模塊擁有測量精度高，低功耗、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)?？煞奖愕那度氲酵聊竟こ虃鞲衅鞯臏y量產(chǎn)品PCB板中。

優(yōu)勢與特點(diǎn)

測量模式：高壓脈沖（0~120V可配置）或低壓掃頻。

通訊協(xié)議：MODBUS、AABB簡單協(xié)議。

多參數(shù)測量：傳感器頻率、頻模、輸入電壓檢測、傳感器電阻測量、溫度檢測。

測量模式：自動(dòng)連續(xù)測量或按鍵單次觸發(fā)。

測量速度：高壓脈沖0.51秒；低壓掃頻0.53秒。

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)力應(yīng)變：結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變、基坑支護(hù)、管廊、地下工程

儀器儀表：振弦讀數(shù)儀表開發(fā)

自動(dòng)化、信息化：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)替代傳統(tǒng)人工檢測

基本概念

振弦傳感器：（vibrating wire sensor）是以拉緊的金屬鋼弦作為敏感元件的諧振 式傳感器。當(dāng)弦的長度確定之后，其固有振動(dòng)頻率的變化量即可表征鋼弦所受拉力 的大小。根據(jù)這一特性原理，即可通過一定的物理（機(jī)械）結(jié)構(gòu)制作出測量不同種 類物理量的傳感器（如：應(yīng)變傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等），從而實(shí)現(xiàn)被測 物理量與頻率值之間的一一對應(yīng)關(guān)系，通過測量頻率值變化量來計(jì)算出被測物理量 的改變量。

振弦傳感器讀數(shù)模塊：專指針對振弦傳感器的特性而設(shè)計(jì)的傳感器激勵(lì)、讀數(shù)模塊。具有集成度高、功能模塊化、數(shù)字接口的一系列特性，能完成振弦傳感器的激勵(lì)、信號檢測、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量評估等專用針對性功能，進(jìn)行傳感器頻率和溫度物理量模數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而通過數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。振弦傳感器讀數(shù)模塊是振弦傳感器與數(shù)字化、信息化之間的核心轉(zhuǎn)換單元。

激勵(lì)：也稱為“激振”，是振弦類傳感器頻率數(shù)據(jù)獲取的必須過程，僅當(dāng)傳感器收 到合適的激勵(lì)信號后才能產(chǎn)生自振，而僅當(dāng)振弦傳感器產(chǎn)生自振后才能輸出頻率信 號，進(jìn)一步的，讀數(shù)電路會(huì)檢測并讀取振弦傳感器的自振信號，才能通過計(jì)算得到 振動(dòng)頻率值。振弦傳感器的激勵(lì)信號（能夠使傳感器產(chǎn)生自振的外部信號）一般分 為兩類，一類為高壓短促脈沖，一類為特定頻率的多組連續(xù)低壓脈沖信號。

高壓脈沖激勵(lì)：使用較高電壓（100~200V）向振弦傳感器線圈發(fā)送短促脈沖，使任 意頻率的振弦傳感器產(chǎn)生自振的過程或方法。

低壓掃頻激勵(lì)：使用與傳感器自振頻率相當(dāng)（接近）的頻率向振弦傳感器發(fā)送連續(xù)的低壓（3~10V）脈沖信號，使傳感器產(chǎn)生自振的過程或方法。

振弦傳感器返回信號：當(dāng)傳感器產(chǎn)生自振后，鋼弦自振切割傳感器線圈，在線圈中產(chǎn)生微弱電流，這種隨鋼弦振動(dòng)變化的正弦電信號稱為“振弦傳感器返回信號”。

采樣值：或稱為“單個(gè)樣本”，在本手冊中尤指傳感器返回的單個(gè)正弦信號，為了 提高正弦波頻率值的測量精度，需要采集多組正弦信號進(jìn)行綜合計(jì)算。由于傳感器 返回的正弦信號是由強(qiáng)變?nèi)踔饾u消失，且本身信號十分微弱，不同廠家振弦傳感器 返回信號強(qiáng)度和時(shí)長均不相同，因此振弦模塊在數(shù)據(jù)采集時(shí)采用部分抽樣的方法獲 取若干采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì)算，對于每個(gè)采集到的正弦波稱之為“一個(gè)樣本”或 “一個(gè)采樣值”。

標(biāo)準(zhǔn)差：（Standard Deviation），中文環(huán)境中又常稱均方差，是總體各單位標(biāo)準(zhǔn)值 （采樣值）與其平均數(shù)的算術(shù)平均數(shù)之差的平方根。標(biāo)準(zhǔn)差能反映一個(gè)數(shù)據(jù)集的離 散程度（平均數(shù)相同的兩組數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)差未必相同）。一個(gè)較大的標(biāo)準(zhǔn)差，代表大部 分?jǐn)?shù)值和其平均值之間差異較大；一個(gè)較小的標(biāo)準(zhǔn)差，代表這些數(shù)值較接近平均值， 質(zhì)量較高。

ADC：（Analog-to-Digital Converter）模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。是指將連續(xù)變化的模擬 信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號的器件。

審核編輯 黃昊宇