VM系列振弦采集模塊的信號檢測與分析計算

河北穩(wěn)控科技VM系列振弦采集模塊的信號檢測與分析計算

1、延時采樣
如下圖示， 振弦傳感器鋼弦起振后，信號強(qiáng)度在短時間內(nèi)迅速達(dá)到最大，然后在鋼弦張力及空氣阻力作用下逐漸恢復(fù)靜止。我們可將整個振動過程分為起振、調(diào)整、穩(wěn)定、消失幾個階段，上述幾個階段中，起振和調(diào)整階段的振動又叫做強(qiáng)迫振動，穩(wěn)定與消失階段合稱為自主振動。
強(qiáng)迫振動：是指傳感器的輸出波形受到激振信號的影響，所輸出的振動信號不是十分穩(wěn)定且不能完全代表自身自振頻率的振動。
自主振動：以傳感器鋼弦自有的振動頻率進(jìn)行有規(guī)律的振動（諧振）。


為了得到傳感器真實的頻率值，需要對自主振動期間的周期信號頻率進(jìn)行采樣、計算。故此，當(dāng)完成對傳感器的激勵后，需要有一段延時才開始對傳感器返回信號進(jìn)行采樣，這個延時長度受讀取延時寄存器 RD_INTE 的數(shù)值控制。

讀取延時寄存器 RD_INTE 規(guī)定了激勵后的延時時長以及是否由模塊根據(jù)上一次測量計算得出的信號質(zhì)量來調(diào)整本次延時長度。 RD_INTE.[11:0]中的數(shù)值決定激勵信號發(fā)送后延時多長時間再開始傳感器返回信號采樣， 時長的單位由 RD_INTE.[14]來定義，可以是“ 毫秒值” 或“ 信號個數(shù)值” 。 RD_INTE.[15]用于設(shè)置是否采用智能延時時長調(diào)整功能，當(dāng) RD_INTE.[15]為 1 時，若上次測量信號質(zhì)量未達(dá)到預(yù)計要求時，模塊自動調(diào)整本次延時寄存器的延時時長值為設(shè)置值的 1/2 時長。

2 、信號幅值檢測
信號幅值是指傳感器產(chǎn)生自振后輸出的原始信號經(jīng)過濾波放大處理后的信號幅度大小， 用百分比表示。 信號幅值 100%表示信號過強(qiáng)， 80%~95%為優(yōu)良， 60%~80%為一般，接近或低于 30%
為較差或無信號。 傳感器被激勵后的首個返回信號幅值存儲于 SIG_VALH.[15:8]， 開始采樣時的信號幅值存儲于 SIG_VALH.[7:0]， 采樣結(jié)束時信號幅值存儲于SIG_VALL.[15:8]， 上述三個信號幅值的平均值存儲于 SIG_VALL.[7:0]。
若前三個信號幅值均大于 90%且無遞減趨勢，則可能返回信號過盈， 可考慮適當(dāng)降低激勵信號強(qiáng)度（強(qiáng)振對傳感器壽命有一定影響）。信號幅值的高低直接影響到傳感器頻率的可信度。 信號幅值受激勵信號影響較大， 若檢測到信號幅值不理想，則應(yīng)設(shè)法調(diào)整傳感器的激勵方法、調(diào)整激勵電壓來進(jìn)行改善。


信號幅值實時值寄存器 SIG_VALH（ 0x2C）
位 符號 值 描述 默認(rèn)值
bit15:8 0~100 激勵后首個信號幅值，單位： % 0
bit7:0 0~100 采樣時首個信號幅值，單位： % 0
信號幅值實時值寄存器 SIG_VALL（ 0x2D）
位 符號 值 描述 默認(rèn)值
bit15:8 0~100 采樣結(jié)束時信號幅值，單位： % 0
bit7:0 0~100 平均信號幅值，單位： %