VMXXX(僅 VM501、 VM511) 模塊支持將當(dāng)前實(shí)時頻率值以模擬量形式從管腳輸出,模擬量有電流和電壓兩種輸出形式。為了使用此功能,需要將輔助功能寄存器 AUX.[0]設(shè)置為 1, 并且設(shè)置模擬量所代表的頻率值范圍, DAO_TH.[15:8]為頻率上限, DAO_TH.[7:0]為頻率下限,此寄存器默認(rèn)值為 0x2100,即模擬量的最大值和最小值分別代表 3300Hz 和 0Hz(不同版本的固件此默認(rèn)值可能不同,請根據(jù)需要自行修改這兩個參數(shù))。
VMXXX 模塊支持外接溫度傳感器,通過設(shè)置寄存器 TEMP_EX 的值來選擇外接溫度傳感器的類型, 通過讀取寄存器 TEMP 來獲取實(shí)時的溫度傳感器測量值, 溫度計算參數(shù)寄存器 TEMP_PAR1和 TEMP_PAR2 是溫度計算參數(shù)。 TEMP_EX.[6:0]定義了外接溫度傳感器類型, 當(dāng)傳感器類型為熱敏電阻時, TEMP_EX.[15:8]用于定義熱敏電阻的標(biāo)稱阻值,單位為 KΩ, TEMP_PAR1.[12:0]是熱敏電阻的關(guān)鍵參數(shù) B 值( 此值請向熱敏電阻廠索要)。
快速測量是上一節(jié)“ 測量時長與優(yōu)化” 的一種具體應(yīng)用, 通過時間參數(shù)合理設(shè)置,可以實(shí)現(xiàn)快速頻率激勵、 讀取,最高可達(dá)每秒 10 次或更高。
不同的激勵方法、延時參數(shù)值設(shè)置會導(dǎo)致傳感器測量時長不同,下面僅以三種基本激勵方法進(jìn)行時長分析,另外三種組合激勵方法均可通過這三種基本激勵方法推導(dǎo)得出。
數(shù)據(jù)濾波是指對臨近的多次測量結(jié)果進(jìn)行平滑過濾的數(shù)據(jù)處理方法(遞推濾波)。通過設(shè)置濾波方法寄存器 FIT_TYPE.[3:0]來指定濾波方法, 濾波樣本數(shù)量寄存器 FIT_COUNT.[7:0]用來指定參與計算的歷史數(shù)據(jù)個數(shù)。
運(yùn)用采集到的若干信號樣本數(shù)據(jù), 首先估算得到一個頻率值,稱為“ 偽頻率值” ;然后在模塊異常數(shù)據(jù)剔除算法模型中, 以寄存器 CAL_PAR1 的值作為主要判定參數(shù), 每個采樣值與偽頻率值進(jìn)行運(yùn)算,將不符合要求的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除, 剩余數(shù)據(jù)被認(rèn)定為“ 優(yōu)質(zhì)” 樣本; 原始樣本標(biāo)準(zhǔn)差、 優(yōu)質(zhì)樣本標(biāo)準(zhǔn)差分別保存于寄存器 SIG_STD.[15:8]和 SIG_STD.[7:0]中, 優(yōu)質(zhì)樣本數(shù)量更新到寄存器 HQ_COUNT 中, 優(yōu)質(zhì)樣本質(zhì)量評定值保存于寄存器 SMP_QUA 中,最終的傳感器頻率值和頻模值分別更新到寄存器 S_FRQ 和寄存器 F_REQM。
VMXXX 內(nèi)部有振弦傳感器的信號檢測、 有效性檢測機(jī)制, 僅信號幅值位于預(yù)設(shè)的合理區(qū)間時,才會進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣, 當(dāng)完成足夠數(shù)量的樣本采樣后立即進(jìn)行信號質(zhì)量分析計算,得到頻率、頻模值及多個信號質(zhì)量表征值更新于對應(yīng)的只讀寄存器內(nèi),讀取這些寄存器值,即可得到當(dāng)前測量結(jié)果數(shù)據(jù)和信號質(zhì)量。
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)。
根據(jù)起始頻率與終止頻率范圍,頻率由低向高向傳感器發(fā)送漸進(jìn)的掃頻激勵信號,直到傳感器產(chǎn)生共振并返回共振電流信號。在輸出激勵信號的過程中,激勵信號的頻率變化由頻率步進(jìn)和信號周期數(shù)量決定。 此激勵方法較為耗時,若要中斷掃頻過程,可向系統(tǒng)功能寄存器 SYS_FUN 發(fā)送指令 07,立即結(jié)束當(dāng)前測量過程,跳轉(zhuǎn)到下次測量過程。
高壓脈沖激勵法 HPM( High Voltage Pulse Excitation Method)。 向振弦傳感器發(fā)送單個瞬時高壓脈沖信號,使鋼弦產(chǎn)生自主振動的方法。在高壓脈沖激勵法中, 以 VSEN 為電壓源, 將低電壓抬升至高壓( 一般 100V~200V 之間), 泵壓后的高壓值及向傳感器釋放的電量與泵壓持續(xù)時長、泵壓源電壓等參數(shù)有關(guān)。
VMXXX 的測量過程分為激勵、采樣、計算三個大的步驟。在連續(xù)測量模式, 計算完成后立即重新開始一次新的測量過程,而在單次測量模式時,僅會在收到單次測量指令后才會觸發(fā)指定次數(shù)的測量過程,測量完成后進(jìn)入待機(jī)等待狀態(tài),等待指令。
模塊有連續(xù)測量和單次測量兩種測量模式, 通過向測量模式寄存器 WKMOD.[0]寫入 1 使模塊工作于連續(xù)測量工作模式, 寫入 0 使模塊工作于單次測量工作模式。 WKMOD.[15]用來設(shè)置是否在模塊“ 忙” 時禁用數(shù)字接口,當(dāng)數(shù)字接口被禁用期間,模塊不會收到任何經(jīng)由數(shù)字接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或指令, 當(dāng)數(shù)字接口不被禁用時,模塊內(nèi)部維持傳感器測量優(yōu)先的邏輯,收到的指令會在模塊完成當(dāng)次測量后得到響應(yīng)。
VMXXX 模塊有 3 種工作狀態(tài),分別為空閑狀態(tài)、忙狀態(tài)、休眠狀態(tài), 模塊自動完成空閑和忙兩種狀態(tài)的切換,當(dāng)需要使模塊進(jìn)入休眠模式時,需要向系統(tǒng)寄存器 SYS_FUN 發(fā)送指令碼 0x0006或者字符串指令$SLEP\r\n(詳見“3.21.6 低功耗休眠” )。
DFP 是什么? 穩(wěn)控科技編寫的一套數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則, 取自“自由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議 FFP(Free Forward Protocol)” ,或者 DFP(DoubleF Protocol), DF 也可以理解為 Datas Forward(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā))的縮寫。DF 協(xié)議是與硬件接口無關(guān)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,規(guī)定了數(shù)據(jù)流如何在不同設(shè)備之間、不同接口之間的傳輸方向。 DF 協(xié)議一般用于延長數(shù)字接口的傳輸距離(數(shù)據(jù)中繼),它與硬件接口類型無關(guān),可以基于 UART、 LoRA、TCP 等異步數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。
DFP 是什么? 穩(wěn)控科技編寫的一套數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則, 取自“自由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議 FFP(Free Forward Protocol)” ,或者 DFP(DoubleF Protocol), DF 也可以理解為 Datas Forward(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā))的縮寫。DF 協(xié)議是與硬件接口無關(guān)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議,規(guī)定了數(shù)據(jù)流如何在不同設(shè)備之間、不同接口之間的傳輸方向。 DF 協(xié)議一般用于延長數(shù)字接口的傳輸距離(數(shù)據(jù)中繼),它與硬件接口類型無關(guān),可以基于 UART、 LoRA、TCP 等異步數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。
liqinglong1023