振弦采集模塊檢測傳感器頻率值不穩(wěn)定

振弦采集模塊檢測傳感器頻率值不穩(wěn)定

基本概念
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。

振弦采集模塊

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，進行傳感器頻 率和溫度物理量模數(shù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換單元。

以下均在出廠默認參數(shù)前提下逐步排查問題，若修改過模塊參數(shù)則應(yīng)首先恢復(fù)出廠設(shè)置。
（ 1） 觀察采樣質(zhì)量評定寄存器數(shù)據(jù)，若低于 90%則可基本認定傳感器信號質(zhì)量較差， 若質(zhì)量很高則測量到的數(shù)據(jù)是真實的傳感器數(shù)據(jù)。
（ 2） 切換至高壓激勵方法（默認值）， 觀察激勵電壓值， 激勵電壓應(yīng)為 100V 以上，若激勵電壓低于此值，則應(yīng)檢查 VSEN 管腳電壓是否正常（ 3~6V）。
（ 3） 檢查模塊測量到的傳感器線圈電阻值，此值應(yīng)為數(shù)百歐姆或幾千歐姆（通常為 500~600Ω ）。 若電阻很小應(yīng)檢查傳感器是否短路，若電阻很大則應(yīng)檢查傳感器是否斷路（沒有真正連接到模塊）。
（ 4） 嘗試設(shè)置更高的激勵電壓（ 詳見“電源接口” “ 高壓激勵方法” 等章節(jié)）。
（ 5） 嘗試調(diào)整放大倍數(shù)電阻，使用更高的信號放大倍數(shù)。
（ 6） 在交直流混合環(huán)境使用時，必須將模塊可靠接地。
（ 7） 為模塊更換為電池供電或更換不同型號的電源適配器，電源適配器會將交流串入振弦信號，嚴重時完全無法正常工作。
（ 8） 使用更短的信號傳輸線（ 建議排查問題時使用不超過 50 米的信號傳輸線）。
（ 9） 嚴禁傳感器信號線與其它帶電線路接觸（ 包括其它弱電或信號線）。 下圖是振弦傳感器線路單獨走線以及和其它弱電信號交叉走線對傳感器測量精度的對比。

不同布線方式對信號質(zhì)量的影響

上圖中，左側(cè)為不受其它信號干擾的測量結(jié)果，信號質(zhì)量 97%，振弦頻率基本在小數(shù)點后0.2Hz 跳動， 中間為振弦傳感器信號線與 5V 直流電線平行走線的測量結(jié)果，信號質(zhì)量下降為 80%左右， 數(shù)據(jù)跳動最大達到 1.5Hz， 右側(cè)為將 5V 電線與振弦信號線纏繞的測量結(jié)果， 數(shù)據(jù)跳動最大達到 5Hz。

信號有無干擾時信號質(zhì)量對比

另外， 振弦傳感器的頻率變化也極易受到震動的影響，若周邊有施工、大型車輛運行，也會造成測量值的波動，這是振弦原理的傳感器無法回避的問題，可以用多次采集軟件濾波平差的方法去除這種隨機干擾。

審核編輯黃宇