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河北穩(wěn)控科技VM系列振弦采集模塊 數(shù)據(jù)濾波
數(shù)據(jù)濾波是指對臨近的多次測量結果進行平滑過濾的數(shù)據(jù)處理方法（遞推濾波）。通過設置濾波方法寄存器 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)。
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VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定
運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行運算，將不符合要求的異常數(shù)據(jù)進行剔除， 剩余數(shù)據(jù)被認定為“ 優(yōu)質” 樣本； 原始樣本標準差、 優(yōu)質樣本標準差分別保存于寄存器 SIG_STD.[15:8]和 SIG_STD.[7:0]中， 優(yōu)質樣本數(shù)量更新到寄存器 HQ_COUNT 中， 優(yōu)質樣本質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。
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VM系列振弦采集模塊信號檢測與采樣
VMXXX 內部有振弦傳感器的信號檢測、 有效性檢測機制， 僅信號幅值位于預設的合理區(qū)間時，才會進行數(shù)據(jù)采樣， 當完成足夠數(shù)量的樣本采樣后立即進行信號質量分析計算，得到頻率、頻模值及多個信號質量表征值更新于對應的只讀寄存器內，讀取這些寄存器值，即可得到當前測量結果數(shù)據(jù)和信號質量。
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VM系列振弦采集模塊的信號檢測與分析計算
振弦傳感器鋼弦起振后，信號強度在短時間內迅速達到最大，然后在鋼弦張力及空氣阻力作用下逐漸恢復靜止。我們可將整個振動過程分為起振、調整、穩(wěn)定、消失幾個階段，上述幾個階段中，起振和調整階段的振動又叫做強迫振動，穩(wěn)定與消失階段合稱為自主振動。 強迫振動：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行有規(guī)律的振動（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，立即結束當前測量過程，跳轉到下次測量過程。
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VM系列振弦采集模塊的激勵方法
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。
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VM系列振弦采集讀數(shù)模塊的振弦傳感器測量流程
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，測量完成后進入待機等待狀態(tài)，等待指令。
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VM系列振弦采集讀數(shù)模塊的測量模式
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]用來設置是否在模塊“ 忙” 時禁用數(shù)字接口，當數(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， 當數(shù)字接口不被禁用時，模塊內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次測量后得到響應。
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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)， 模塊自動完成空閑和忙兩種狀態(tài)的切換，當需要使模塊進入休眠模式時，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$SLEP\r\n（詳見“3.21.6 低功耗休眠” ）。
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振弦采集模塊的通訊速率和軟件握手（ UART）
模塊開始一次測量時，從 UART 接口主動發(fā)送 XOFF 信號（ 0x13）， 表示模塊開始忙于測量數(shù)據(jù)， 當測量完成時主動發(fā)送 XON 信號（ 0x11）， 表示模塊本次測量完成，正處于空閑狀態(tài)。在開啟模塊的軟件握手功能后， 若需要向模塊發(fā)送指令，建議 UART 的通訊流程為： 首先等待模塊返回 XON 信號（ 0x11），當收到 XON 信號或等待超時后立即向模塊發(fā)送指令。 注： 在一主多從的總線應用中， 嚴禁開啟模塊的軟件握手功能。
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振弦采集模塊的使用流程
本章主要內容為 VM 模塊基本工作原理以及工作參數(shù)、實時數(shù)據(jù)解釋說明。 模塊出廠時的默認參數(shù)值能夠滿足大部分振弦傳感器的數(shù)據(jù)讀取， 無特殊情況不需要修改參數(shù)。若需要修改某些參數(shù)時， 務必詳細閱讀本章內容以便參數(shù)含義。 錯誤的參數(shù)值可能導致模塊無法正常工作，必要時請使用參數(shù)復位功能將參數(shù)恢復為出廠值。
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振弦采集模塊的通訊協(xié)議（ IIC）
IIC 通訊協(xié)議本身即是基于設備地址和寄存器的物理層通訊協(xié)議， VMXXX 使用 IIC 接口對傳感器的訪問，請遵循前述硬件接口時序及協(xié)議說明即可。
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振弦采集模塊主動上傳測量數(shù)據(jù)（ UART）
默認情況下 VMXXX 模塊總是以從機身份與主機完成數(shù)據(jù)交互， 在這種主從結構中， VMXXX 從不主動上傳數(shù)據(jù)， 可通過修改自動上傳寄存器（ ATSD_SEL）來實現(xiàn)模塊主動輸出測量數(shù)據(jù)功能，ATSD_SEL 寄存器的每 1 位對應了一種數(shù)據(jù)類型
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振弦采集模塊AABB 通訊協(xié)議
AABB 通訊協(xié)議是一種非標準自定義協(xié)議， 相較于 MODBUS 通訊協(xié)議，結構更簡單，指令生成方法更容易，便于進行快速測試。 AABB 通訊協(xié)議支持單寄存器讀寫兩種指令。
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振弦采集模塊的通訊協(xié)議
通訊協(xié)議是上位機通過 VMXXX 模塊支持的數(shù)字接口完成信息交互的數(shù)據(jù)格式、 傳輸步驟、通訊速率等的一系列預先約定。 上位機必須按照本章描述的通訊協(xié)議規(guī)則來完成與 VMXXX 的數(shù)據(jù)交互工作。
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振弦采集模塊UART 通訊協(xié)議
UART 接口支持標準的工業(yè) MODBUS 通訊協(xié)議（ 03、 04、 06、 16 指令碼）和自定義的簡單 AABB協(xié)議以及$字符串指令集。 前兩種協(xié)議均支持基于模塊地址和總線連接的一主多從應用結構， 在總線中， VMXXX 模塊始終作為從機使用（ 被動等待指令， 不主動上傳數(shù)據(jù)，但“ 自動上傳數(shù)據(jù)”和“ 軟件握手” 除外， 詳見后續(xù)對應章節(jié)說明）。 建議使用專用的 VMTool 工具進行寄存器指令的生成和測試，關于 VMTool 的基本用法，請詳見“ 第四章：參數(shù)配置工具的使用” 。根據(jù)下述通訊協(xié)議規(guī)則，讀寫寄存器。在使用 MODBUS 或 AABB 通訊協(xié)議時， 請確認模塊的軟件握手參數(shù)處于關閉狀態(tài)（默認）。
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振弦采集模塊復位（ 重啟）及恢復出廠設置
以下幾種情況（或操作）可使模塊產(chǎn)生復位動作，重新啟動。 （ 1） 在模塊正常工作期間，向寄存器 SYS_FUN 發(fā)送軟復位指令 0x01； （ 2） 內核電壓過低或受到強電磁干擾； （ 3） 未知的非法參數(shù)設置，導致的工作異常；
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VM系列振弦采集模塊啟動流程的工作原理
振弦傳感器采集讀數(shù)模塊：專指針對振弦傳感器的特性而設計的傳感器激勵、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、 質量評估等專用針對性功能， 進行傳感器頻率和溫度物理量模數(shù)轉換，進而通過數(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換單元。
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振弦采集模塊數(shù)字接口
VM 系列模塊提供全雙工串行 TTL 電平的 UART 接口以及基于 TTL 擴展的 RS232 或 RS485 接口，默認端口設置為“ 9600,N,8,1” ， 并支持由軟件修改為 9600~460800bps 通訊速率。
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振弦采集模塊傳感器接口（智能振弦傳感器）
振弦采集模塊在最新固件增加的電子標簽，就是智能振弦傳感器識別模塊，有了這個電子標簽，所有的振弦采集儀都直接可以讀取智能振弦傳感器的所有信息（傳感器型號、量程、K值、編號等，如廠商 品牌: 型號: 類別:應變計 量程:0.000-1500.000uE 編號:206012 線長:2M 線圈:1 初始頻率:2102Hz 傳感器實時數(shù)據(jù)：信號幅值00%信號質值00% 數(shù)值-18.19uE物理量直接算出， 頻率2092.1 頻模4376.93 實時 溫度 25.2'C 等），再也不用擔心傳感器上面的紙質標簽丟失損毀等，再多的傳感器，直接就可以讀取出來。用上了就再也回不去了，實在是太方便了。
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