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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-兩個管腳。 通常不分正負極，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 快速測試功能
本章演示在計算機上通過 VMTool 工具讀取振弦傳感器數(shù)據(jù)。 假設(shè)您的計算機已經(jīng)有至少一個空閑的 COM 接口。
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振弦采集模塊配置工具VMTool 擴展功能數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)存儲功能模塊支持自動或手動將實時數(shù)據(jù)寄存器值存儲到數(shù)據(jù)庫， 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）。
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VM系列振弦采集模塊 快速測量（ 10Hz）
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，可以實現(xiàn)快速頻率激勵、 讀取，最高可達每秒 10 次或更高。
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VM系列振弦采集模塊 測量時長與優(yōu)化
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。
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VM系列振弦采集模塊頻率計算與質(zhì)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(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。
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VM系列振弦采集模塊信號檢測與采樣
VMXXX 內(nèi)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(yù)設(shè)的合理區(qū)間時，才會進行數(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。
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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(nèi)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(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(jié)束當(dāng)前測量過程，跳轉(zhuǎn)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(guān)。
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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(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)。
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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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(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(wù)必詳細閱讀本章內(nèi)容以便參數(shù)含義。 錯誤的參數(shù)值可能導(dǎo)致模塊無法正常工作，必要時請使用參數(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(jié)構(gòu)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(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(yù)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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