VM系列振弦采集模块的信号检测与分析计算

VM系列振弦采集模块的信号检测与分析计算

1、延时采样

如下图示， 振弦传感器钢弦起振后，信号强度在短时间内迅速达到最大，然后在钢弦张力及空气阻力作用下逐渐恢复静止。我们可将整个振动过程分为起振、调整、稳定、消失几个阶段，上述几个阶段中，起振和调整阶段的振动又叫做强迫振动，稳定与消失阶段合称为自主振动。

强迫振动：是指传感器的输出波形受到激振信号的影响，所输出的振动信号不是十分稳定且不能完全代表自身自振频率的振动。

自主振动：以传感器钢弦自有的振动频率进行有规律的振动（谐振）。

VM系列振弦采集模块的信号检测与分析计算

为了得到传感器真实的频率值，需要对自主振动期间的周期信号频率进行采样、计算。故此，当完成对传感器的激励后，需要有一段延时才开始对传感器返回信号进行采样，这个延时长度受读取延时寄存器 RD_INTE 的数值控制。

读取延时寄存器 RD_INTE 规定了激励后的延时时长以及是否由模块根据上一次测量计算得出的信号质量来调整本次延时长度。 RD_INTE.[11:0]中的数值决定激励信号发送后延时多长时间再开始传感器返回信号采样， 时长的单位由 RD_INTE.[14]来定义，可以是“ 毫秒值” 或“ 信号个数值” 。 RD_INTE.[15]用于设置是否采用智能延时时长调整功能，当 RD_INTE.[15]为 1 时，若上次测量信号质量未达到预计要求时，模块自动调整本次延时寄存器的延时时长值为设置值的 1/2 时长。

VM系列振弦采集模块的信号检测与分析计算

2 、信号幅值检测

信号幅值是指传感器产生自振后输出的原始信号经过滤波放大处理后的信号幅度大小， 用百分比表示。 信号幅值 100%表示信号过强， 80%~95%为优良， 60%~80%为一般，接近或低于 30%

为较差或无信号。 传感器被激励后的首个返回信号幅值存储于 SIG_VALH.[15:8]， 开始采样时的信号幅值存储于 SIG_VALH.[7:0]， 采样结束时信号幅值存储于SIG_VALL.[15:8]， 上述三个信号幅值的平均值存储于 SIG_VALL.[7:0]。

若前三个信号幅值均大于 90%且无递减趋势，则可能返回信号过盈， 可考虑适当降低激励信号强度（强振对传感器寿命有一定影响）。信号幅值的高低直接影响到传感器频率的可信度。 信号幅值受激励信号影响较大， 若检测到信号幅值不理想，则应设法调整传感器的激励方法、调整激励电压来进行改善。

VM系列振弦采集模块

信号幅值实时值寄存器 SIG_VALH（ 0x2C）

位 符号 值 描述 默认值

bit15:8 0~100 激励后首个信号幅值，单位： % 0

bit7:0 0~100 采样时首个信号幅值，单位： % 0

信号幅值实时值寄存器 SIG_VALL（ 0x2D）

位 符号 值 描述 默认值

bit15:8 0~100 采样结束时信号幅值，单位： % 0

bit7:0 0~100 平均信号幅值，单位： %

VM系列振弦采集模块的信号检测与分析计算