在模塊正常運(yùn)行時 RTS 管腳輸出邏輯 1 表示模塊“ 正忙”, 輸出邏輯 0 表示模塊“ 空閑” ,詳見“3.10 振弦傳感器測量流程” 。模塊“ 正忙” 是指模塊正在對振弦傳感器進(jìn)行讀數(shù)操作,特別的,本模塊具有傳感器是否連接的檢測功能, 默認(rèn)情況下僅當(dāng)檢測到有效的傳感器接入時才會發(fā)起一次讀數(shù)過程,而未檢測到傳感器連接時, 模塊會繼續(xù)不斷檢測,此時 RTS 管腳持續(xù)輸出 10Hz 的脈沖方波, 這種快速的“忙” 與“ 不忙” 兩個狀態(tài)間切換可以理解為“ 正在搜索傳感器” 。
建議靠近電源管腳( VDD 尤其重要) 使用一個 10μF 鉭電容(低 ESR)和一個 0.1μF 的陶瓷電容并聯(lián)。增加并聯(lián)的電容可以有效去除高頻干擾。同時為防止浪涌對芯片的損壞,建議在模塊電源輸入管腳使用一個適合電壓的 500mW 的齊納二極管防止模塊的超壓損壞。 PCB 布局時,電容和二極管應(yīng)盡可能靠近模塊的電源輸入管腳。
最新固件版本 V3.52支持智能振弦傳感器測量讀取功能,開發(fā)振弦采集儀功能更豐富。振弦傳感器四線制嵌入電子標(biāo)簽專用讀數(shù)模塊TR01,可以讀取振弦傳感器內(nèi)置的兩線制電子標(biāo)簽,獲取傳感器數(shù)字信息(傳感器型號、量程、K值、編號,出廠頻率等非常全的傳感器信息),
針對振弦傳感器間接測物理量繁復(fù)的難題,將微處理器與振弦傳感器信號電路相結(jié)合,構(gòu)成具有通信,存儲信息,測溫和傳遞傳感器信號功能的智能振弦模塊;嵌入傳統(tǒng)振弦傳感器的二根信號線中,連接儀表,由電信號切換隱含地線作用的通信線和信號線;使之成為直接測量顯示壓力,同步溫度等物理量和讀編號的二線智能振弦傳感器.不攜帶標(biāo)定數(shù)據(jù)文檔,無須人工抄寫電纜端頭上的編號,測量頻率;無須操作計算標(biāo)定系數(shù)和被測物理量.經(jīng)數(shù)百只智能鋼筋計,智能應(yīng)變計,智能壓力盒實驗表明:測物理量直觀,簡單,易于高精度數(shù)學(xué)模型應(yīng)用,普遍提高振弦傳感器在巖土工程監(jiān)測中的測量準(zhǔn)確度和內(nèi)外業(yè)工作效率,二線制易于多點自動切換.
河北穩(wěn)控科技在2020年就開始研發(fā)出智能振弦傳感器電子標(biāo)簽專用讀數(shù)模塊模塊TR01,最早應(yīng)用到手持振弦采集儀VH03型上面,并申請獲得了兩項標(biāo)準(zhǔn)專利,一直應(yīng)用于工程項目上安全監(jiān)測使用,也就是自產(chǎn)自用。近期升級了振弦采集儀的核心VM系列振弦采集模塊( 修改固件版本號為 V3.52_2201009。增加了電子標(biāo)簽測量功能。 WKMOD.[12]用于控制是否使用此功能新增狀態(tài)位 STATUS,用來表示是否檢測到了電子標(biāo)簽。增加了電子標(biāo)簽信息讀取指令$RDDT=1,2。增加了寄存器 89(多通道電子標(biāo)簽狀態(tài))),也就是說所有的振弦采集儀都支持電子標(biāo)簽讀取功能,讓振弦傳感器插上了智能的翅膀,在工程安全監(jiān)測上帶來巨大的改變。
在前面我們講了《振弦傳感器的發(fā)展及信息化的核心技術(shù)-VM系列振弦采集模塊》中提到河北穩(wěn)控科技研發(fā)并批量生產(chǎn)的激勵測讀模塊(振弦采集模塊),解決了振弦傳感器由模擬信號直接轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的問題。近兩年來,振弦傳感器的技術(shù)得到了進(jìn)一點的提升,新技術(shù)的改變是圍繞著使用者的習(xí)慣的改變,也不是所有的新技術(shù)都能讓人接受,不過新技術(shù)是在原基礎(chǔ)上改良,讓學(xué)習(xí)使用成本非常低,而又帶來極方便快捷的體驗效果,應(yīng)該是沒人反對的了。
便攜式手持設(shè)備面板的設(shè)計與其他工業(yè)設(shè)備的主要區(qū)別在于具有便攜性和可操作性。通過人機(jī)進(jìn)行操作能夠?qū)κ治諈^(qū)域、外部接口區(qū)域、顯示和操作區(qū)域進(jìn)行接觸,同時,手持檢測設(shè)備的外觀設(shè)計還要能夠與人體結(jié)構(gòu)相契合,達(dá)到手持的舒適度等。如手持振弦VH501TC,在工程監(jiān)測振弦傳感器時就很方便快捷,連接上傳感器,立即讀取到數(shù)據(jù),每個測點檢測時就能快速及時處理。
VS-Box 是以振弦、溫度傳感信號為主的多通道無線采發(fā)儀,并可擴(kuò)展其它模擬(電流、電壓、電阻)信號和數(shù)字信號( RS485、 RS232)傳感器通道,內(nèi)置電池,可外接太陽能電池板。最多可實現(xiàn) 32 通道的全自動采集存儲和無線發(fā)送,支持內(nèi)部及外部 U 盤數(shù)據(jù)存儲; 1 路程控電源輸出可為其它傳感器供電;RS232/RS485 數(shù)據(jù)接口。
VS-Box 是以振弦、溫度傳感信號為主的多通道無線采發(fā)儀,并可擴(kuò)展其它模擬(電流、電壓、電阻)信號和數(shù)字信號( RS485、 RS232)傳感器通道,內(nèi)置電池,可外接太陽能電池板。最多可實現(xiàn) 32 通道的全自動采集存儲和無線發(fā)送,支持內(nèi)部及外部 U 盤數(shù)據(jù)存儲; 1 路程控電源輸出可為其它傳感器供電;RS232/RS485 數(shù)據(jù)接口。
VH501TC手持采集讀數(shù)儀,設(shè)備是專用的多類型傳感器手持式讀數(shù)儀,主測傳感類型為單弦式振弦傳感器,輔測傳感類型為電壓、電流傳感。采用 32 位 ARM 處理器和大尺寸全彩屏、陣列按鍵設(shè)計,彩屏,不受陽光影響,清楚明了。操作界面簡單友好,各項數(shù)據(jù)全屏顯示,如振弦頻率,頻模,溫度,采集質(zhì)量,時間顯示,電壓電流,激勵電壓,激勵方法,溫度傳感器及剩余電量。指示燈顯示說明運(yùn)行情況,通訊航空接口連接穩(wěn)固,后蓋更換電池方便。按鍵回彈手感好,整機(jī)好握持,單手操作,操作舒適,在完成快速測讀的同時還具備很好的操控體驗。外殼堅固耐用,方便攜帶能在不同工況場景下使用。
激勵電壓數(shù)據(jù)在屏幕上顯示為 xxx/xxx 的形式,其中前面的數(shù)字表示實際的激勵電壓,后面的數(shù)字表示激勵電壓源電壓 VSEN。 高壓脈沖激勵和低壓掃頻激勵方法所使用的電源均來自于 VSEN,相對來說,使用比較高的 VSEN 時能得到更好的傳感器信號,但有些傳感器必須使用比較低的 VSEN 電壓才會得到穩(wěn)定的頻率數(shù)據(jù)。
VH501TC 支持對傳感器進(jìn)行編號的功能,以便在導(dǎo)出數(shù)據(jù)時區(qū)分出某條數(shù)據(jù)對應(yīng)哪個傳感器。傳感器編號需要在保存數(shù)據(jù)操作前設(shè)置,具體方法為:短按【電源/上一個】或者【存儲/下一個】按鍵,屏幕底部數(shù)據(jù)存儲指示區(qū)域會顯示傳感器編號。在數(shù)據(jù)保存前,還應(yīng)確認(rèn)屏幕顯示的實時日期、時間是否正確,數(shù)據(jù)保存時會將時間信息、傳感器編號以及屏幕顯示的頻率、頻模、溫度、信號質(zhì)量、電壓、電流一并保存為一條數(shù)據(jù)。 若外接了 U 盤,保存數(shù)據(jù)操作會自動將本條數(shù)據(jù)進(jìn)行同步存儲。
振弦傳感器和溫度傳感器(NTC)均為無源傳感,不需要連接電源線。 根據(jù)前述“設(shè)備組成和接口定義” 用對應(yīng)顏色的鱷魚夾分別連接振弦傳感器線圈和溫度傳感器兩端即可。傳感器連接后,屏幕自動顯示實時的測量結(jié)果。一般情況下,設(shè)備配套傳感測線為一根 4 芯線,紅黑線連接振弦線圈,另外兩根連接溫度傳感器。
傳感器接口須使用設(shè)備專門配備的測線,一端為 DB9 或者航空插頭,另一端為用顏色區(qū)分的多個鱷魚夾,線(鱷魚夾)顏色和功能定義詳見前述“設(shè)備組成和接口定義” 。
電池倉位于設(shè)備背面下半部分, 僅當(dāng)使用 5 號電池供電時需要操作電池倉,鋰電池供電的設(shè)備無需操作電池倉。默認(rèn)情況下,電池倉蓋處于鎖定狀態(tài)無法直接打開,在需要安裝或者更換電池時,應(yīng)將水平撥動開關(guān)推至解鎖側(cè),在電池安裝完成后必須將開關(guān)推至鎖定側(cè)。注意:在安裝電池時必須按照倉內(nèi)+/-符號對應(yīng)電池的正/負(fù)極,錯誤的安裝極性會永久性損壞設(shè)備。
VH501TC手持采集讀數(shù)儀,設(shè)備是專用的多類型傳感器手持式讀數(shù)儀,主測傳感類型為單弦式振弦傳感器,輔測傳感類型為電壓、電流傳感。采用 32 位 ARM 處理器和大尺寸全彩屏、陣列按鍵設(shè)計,彩屏,不受陽光影響,清楚明了。操作界面簡單友好,各項數(shù)據(jù)全屏顯示,如振弦頻率,頻模,溫度,采集質(zhì)量,時間顯示,電壓電流,激勵電壓,激勵方法,溫度傳感器及剩余電量。指示燈顯示說明運(yùn)行情況,通訊航空接口連接穩(wěn)固,后蓋更換電池方便。按鍵回彈手感好,整機(jī)好握持,單手操作,操作舒適,在完成快速測讀的同時還具備很好的操控體驗。外殼堅固耐用,方便攜帶能在不同工況場景下使用。
主要區(qū)別是 VH系列屬于手持系列,多用于振弦傳感器現(xiàn)場單次測量使用; VTN系列屬于多通道數(shù)據(jù)采集儀,用于多個振弦傳感器的測量讀數(shù),不能主動發(fā)送,可以USB(U盤讀?。蛘邊R集傳輸數(shù)據(jù)+中繼器或網(wǎng)關(guān)(DLS10/DLS11); VS系列屬于單/多通道數(shù)據(jù)采發(fā)儀,可以采集發(fā)送數(shù)據(jù)至平臺。VSBOX屬于多通道數(shù)據(jù)采發(fā)儀,基于VS系列優(yōu)點在于大大擴(kuò)展了振弦通道數(shù)量和內(nèi)置電池數(shù)量,且工程接線操作比較友好。
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算出被測物理量 的改變量。
真值是檢測任何設(shè)備測量精度的基礎(chǔ)條件,真值不能用信號發(fā)生器號稱的誤差來衡量、不能用電阻標(biāo)稱的阻值來衡量。獲取真值最可靠的辦法是使用比要檢測精度更高一個數(shù)量級的儀表去測量。例如:電阻的值必須要用 6 位半或者更高精度的儀表測量后才能確定真實的電阻到底是多少。信號發(fā)生器也必須用一個更高精度的頻率測量設(shè)備檢測后才可以使用。如果“真值” 是不可靠的,那么對任何設(shè)備的精度檢測工作,都會是徒勞的。
振弦傳感器采集讀數(shù)模塊:指針對振弦傳感器的特性而設(shè)計的傳感器激勵、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、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。?