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振弦采集模塊VMTool 配置工具的傳感器數(shù)據(jù)讀取
連接傳感器 將振弦傳感器兩根線圈引線分別連接到 VM 模塊模塊的 SEN+和 SEN-兩個(gè)管腳。 通常不分正負(fù)極，任意連接即可。
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河北穩(wěn)控科技振弦采集模塊VMTool配置工具 快速測(cè)試功能
本章演示在計(jì)算機(jī)上通過(guò) VMTool 工具讀取振弦傳感器數(shù)據(jù)。 假設(shè)您的計(jì)算機(jī)已經(jīng)有至少一個(gè)空閑的 COM 接口。
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振弦采集模塊配置工具VMTool 擴(kuò)展功能數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模塊支持自動(dòng)或手動(dòng)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寄存器值存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)， 并支持導(dǎo)出為 Excel文件功能。
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VM系列振弦采集模塊 溫度傳感器使用及UART 通訊參數(shù)
VMXXX 模塊支持外接溫度傳感器，通過(guò)設(shè)置寄存器 TEMP_EX 的值來(lái)選擇外接溫度傳感器的類型， 通過(guò)讀取寄存器 TEMP 來(lái)獲取實(shí)時(shí)的溫度傳感器測(cè)量值， 溫度計(jì)算參數(shù)寄存器 TEMP_PAR1和 TEMP_PAR2 是溫度計(jì)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(shí)， 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(qǐng)向熱敏電阻廠索要）。
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VM系列振弦采集模塊 快速測(cè)量（ 10Hz）
快速測(cè)量是上一節(jié)“ 測(cè)量時(shí)長(zhǎng)與優(yōu)化” 的一種具體應(yīng)用， 通過(guò)時(shí)間參數(shù)合理設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)快速頻率激勵(lì)、 讀取，最高可達(dá)每秒 10 次或更高。
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VM系列振弦采集模塊 測(cè)量時(shí)長(zhǎng)與優(yōu)化
不同的激勵(lì)方法、延時(shí)參數(shù)值設(shè)置會(huì)導(dǎo)致傳感器測(cè)量時(shí)長(zhǎng)不同，下面僅以三種基本激勵(lì)方法進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)分析，另外三種組合激勵(lì)方法均可通過(guò)這三種基本激勵(lì)方法推導(dǎo)得出。
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VM系列振弦采集模塊頻率計(jì)算與質(zhì)量評(píng)定
運(yùn)用采集到的若干信號(hào)樣本數(shù)據(jù)， 首先估算得到一個(gè)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(gè)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(píng)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。
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VM系列振弦采集模塊信號(hào)檢測(cè)與采樣
VMXXX 內(nèi)部有振弦傳感器的信號(hào)檢測(cè)、 有效性檢測(cè)機(jī)制， 僅信號(hào)幅值位于預(yù)設(shè)的合理區(qū)間時(shí)，才會(huì)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(hào)質(zhì)量分析計(jì)算，得到頻率、頻模值及多個(gè)信號(hào)質(zhì)量表征值更新于對(duì)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(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)和信號(hào)質(zhì)量。
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VM系列振弦采集模塊的信號(hào)檢測(cè)與分析計(jì)算
振弦傳感器鋼弦起振后，信號(hào)強(qiáng)度在短時(shí)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(gè)振動(dòng)過(guò)程分為起振、調(diào)整、穩(wěn)定、消失幾個(gè)階段，上述幾個(gè)階段中，起振和調(diào)整階段的振動(dòng)又叫做強(qiáng)迫振動(dòng)，穩(wěn)定與消失階段合稱為自主振動(dòng)。 強(qiáng)迫振動(dòng)：是指?jìng)鞲衅鞯妮敵霾ㄐ问艿郊ふ裥盘?hào)的影響，所輸出的振動(dòng)信號(hào)不是十分穩(wěn)定且不能完全代表自身自振頻率的振動(dòng)。 自主振動(dòng)：以傳感器鋼弦自有的振動(dòng)頻率進(jìn)行有規(guī)律的振動(dòng)（諧振）。
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VM系列振弦采集模塊全頻段掃頻
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(lì)信號(hào)，直到傳感器產(chǎn)生共振并返回共振電流信號(hào)。在輸出激勵(lì)信號(hào)的過(guò)程中，激勵(lì)信號(hào)的頻率變化由頻率步進(jìn)和信號(hào)周期數(shù)量決定。 此激勵(lì)方法較為耗時(shí)，若要中斷掃頻過(guò)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(cè)量過(guò)程，跳轉(zhuǎn)到下次測(cè)量過(guò)程。
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VM系列振弦采集模塊的激勵(lì)方法
高壓脈沖激勵(lì)法 HPM（ High Voltage Pulse Excitation Method）。 向振弦傳感器發(fā)送單個(gè)瞬時(shí)高壓脈沖信號(hào)，使鋼弦產(chǎn)生自主振動(dòng)的方法。在高壓脈沖激勵(lì)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(shí)長(zhǎng)、泵壓源電壓等參數(shù)有關(guān)。
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VM系列振弦采集讀數(shù)模塊的振弦傳感器測(cè)量流程
VMXXX 的測(cè)量過(guò)程分為激勵(lì)、采樣、計(jì)算三個(gè)大的步驟。在連續(xù)測(cè)量模式， 計(jì)算完成后立即重新開始一次新的測(cè)量過(guò)程，而在單次測(cè)量模式時(shí)，僅會(huì)在收到單次測(cè)量指令后才會(huì)觸發(fā)指定次數(shù)的測(cè)量過(guò)程，測(cè)量完成后進(jìn)入待機(jī)等待狀態(tài)，等待指令。
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VM系列振弦采集讀數(shù)模塊的測(cè)量模式
模塊有連續(xù)測(cè)量和單次測(cè)量?jī)煞N測(cè)量模式， 通過(guò)向測(cè)量模式寄存器 WKMOD.[0]寫入 1 使模塊工作于連續(xù)測(cè)量工作模式， 寫入 0 使模塊工作于單次測(cè)量工作模式。 WKMOD.[15]用來(lái)設(shè)置是否在模塊“ 忙” 時(shí)禁用數(shù)字接口，當(dāng)數(shù)字接口被禁用期間，模塊不會(huì)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(shí)，模塊內(nèi)部維持傳感器測(cè)量?jī)?yōu)先的邏輯，收到的指令會(huì)在模塊完成當(dāng)次測(cè)量后得到響應(yīng)。
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振弦采集模塊的系統(tǒng)狀態(tài)
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(dòng)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(shí)，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” ）。
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振弦采集模塊的通訊速率和軟件握手（ UART）
模塊開始一次測(cè)量時(shí)，從 UART 接口主動(dòng)發(fā)送 XOFF 信號(hào)（ 0x13）， 表示模塊開始忙于測(cè)量數(shù)據(jù)， 當(dāng)測(cè)量完成時(shí)主動(dòng)發(fā)送 XON 信號(hào)（ 0x11）， 表示模塊本次測(cè)量完成，正處于空閑狀態(tài)。在開啟模塊的軟件握手功能后， 若需要向模塊發(fā)送指令，建議 UART 的通訊流程為： 首先等待模塊返回 XON 信號(hào)（ 0x11），當(dāng)收到 XON 信號(hào)或等待超時(shí)后立即向模塊發(fā)送指令。 注： 在一主多從的總線應(yīng)用中， 嚴(yán)禁開啟模塊的軟件握手功能。
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振弦采集模塊的使用流程
本章主要內(nèi)容為 VM 模塊基本工作原理以及工作參數(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)解釋說(shuō)明。 模塊出廠時(shí)的默認(rèn)參數(shù)值能夠滿足大部分振弦傳感器的數(shù)據(jù)讀取， 無(wú)特殊情況不需要修改參數(shù)。若需要修改某些參數(shù)時(shí)， 務(wù)必詳細(xì)閱讀本章內(nèi)容以便參數(shù)含義。 錯(cuò)誤的參數(shù)值可能導(dǎo)致模塊無(wú)法正常工作，必要時(shí)請(qǐng)使用參數(shù)復(fù)位功能將參數(shù)恢復(fù)為出廠值。
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振弦采集模塊的通訊協(xié)議（ IIC）
IIC 通訊協(xié)議本身即是基于設(shè)備地址和寄存器的物理層通訊協(xié)議， VMXXX 使用 IIC 接口對(duì)傳感器的訪問，請(qǐng)遵循前述硬件接口時(shí)序及協(xié)議說(shuō)明即可。
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振弦采集模塊主動(dòng)上傳測(cè)量數(shù)據(jù)（ UART）
默認(rèn)情況下 VMXXX 模塊總是以從機(jī)身份與主機(jī)完成數(shù)據(jù)交互， 在這種主從結(jié)構(gòu)中， VMXXX 從不主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)， 可通過(guò)修改自動(dòng)上傳寄存器（ ATSD_SEL）來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊主動(dòng)輸出測(cè)量數(shù)據(jù)功能，ATSD_SEL 寄存器的每 1 位對(duì)應(yīng)了一種數(shù)據(jù)類型
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振弦采集模塊AABB 通訊協(xié)議
AABB 通訊協(xié)議是一種非標(biāo)準(zhǔn)自定義協(xié)議， 相較于 MODBUS 通訊協(xié)議，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，指令生成方法更容易，便于進(jìn)行快速測(cè)試。 AABB 通訊協(xié)議支持單寄存器讀寫兩種指令。
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振弦采集模塊的通訊協(xié)議
通訊協(xié)議是上位機(jī)通過(guò) VMXXX 模塊支持的數(shù)字接口完成信息交互的數(shù)據(jù)格式、 傳輸步驟、通訊速率等的一系列預(yù)先約定。 上位機(jī)必須按照本章描述的通訊協(xié)議規(guī)則來(lái)完成與 VMXXX 的數(shù)據(jù)交互工作。
