VM系列振弦傳感器讀數模塊常見(jiàn)問(wèn)題

1、計算機無(wú)法與模塊通訊

應通過(guò)以下步驟逐一排查問(wèn)題

（1）觀(guān)察振弦模塊狀態(tài)燈是否正常閃爍，若不正常則應基本斷定是模塊問(wèn)題，此時(shí)應嘗試

對模塊進(jìn)行出廠(chǎng)參數恢復。在高速測量時(shí)，因模塊“忙”而無(wú)暇響應串口指令，也會(huì )造成通訊

不正常，此時(shí)可嘗試多次發(fā)送指令或恢復出廠(chǎng)參數。

（2）檢查模塊數字接口類(lèi)型是否與計算機 COM 接口類(lèi)型一致（RS232 或 RS485 或 TTL 電

平）。

（3）檢查模塊數字接口與計算機 COM 接口三根線(xiàn)是否正確連接（RS485 接口時(shí)是兩根線(xiàn)）。

詳見(jiàn)“5.2 連接 VM 模塊”。

（4）檢查計算機 COM 端口是否能夠正常收發(fā)數據。將計算機 COM 接口與模塊的物理連接斷

開(kāi)，將計算機 COM 接口的發(fā)送、接收兩管腳短接（RS232 的 DB9 接口應是管腳 2 和 3），打開(kāi)任

意一個(gè)串口調試工具，進(jìn)行任意數據的發(fā)送操作，若端口收發(fā)正常，則接收區會(huì )收到發(fā)送區發(fā)

送的內容，如下圖示。

（5）嘗試不同的通訊速率。使用串口調試助手，接收區設置為“字符串（非16進(jìn)制顯示）”，

將 COM 口設置為不同的通訊速率，保持模塊數字接口與計算機 COM 口的物理連接，對模塊進(jìn)行

斷電、上電操作，若串口調試助手無(wú)法收到正確的啟動(dòng)信息則繼續改變 COM 口的通訊速率。

（6）恢復模塊出廠(chǎng)參數。將上位機測試工具軟件 COM 口通訊速率修改為 9600，斷開(kāi)模塊的

電源，按下模塊上 KEY1 按鍵（或將模塊 TMP1 與 GND 短接），接通模塊電源，約 500mS 后松開(kāi)

KEY1 按鍵，觀(guān)察測試工具軟件是否收到了模塊的啟動(dòng)信息。

2、傳感器頻率值不穩定

以下均在出廠(chǎng)默認參數前提下逐步排查問(wèn)題，若修改過(guò)模塊參數則應首先恢復出廠(chǎng)設置。

（1）觀(guān)察采樣質(zhì)量評定寄存器數據，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據是真實(shí)的傳感器數據。

（2）切換至高壓激勵方法（默認值），觀(guān)察激勵電壓值，激勵電壓應為 100V 以上，若激勵

電壓低于此值，則應檢查 VSEN 管腳電壓是否正常（3~6V）。

（3）檢查模塊測量到的傳感器線(xiàn)圈電阻值，此值應為數百歐姆或幾千歐姆（通常為 500~600

Ω）。若電阻很小應檢查傳感器是否短路，若電阻很大則應檢查傳感器是否斷路（沒(méi)有真正連接

到模塊）。

（4）嘗試設置更高的激勵電壓（詳見(jiàn)“電源接口”“高壓激勵方法”等章節）。

（5）嘗試調整放大倍數電阻，使用更高的信號放大倍數。

（6）在交直流混合環(huán)境使用時(shí)，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(huì )將交流串入振弦

信號，嚴重時(shí)完全無(wú)法正常工作。

（8）使用更短的信號傳輸線(xiàn)（建議排查問(wèn)題時(shí)使用不超過(guò) 50 米的信號傳輸線(xiàn)）。

（9）嚴禁傳感器信號線(xiàn)與其它帶電線(xiàn)路接觸（包括其它弱電或信號線(xiàn)）。下圖是振弦傳感

器線(xiàn)路單獨走線(xiàn)以及和其它弱電信號交叉走線(xiàn)對傳感器測量精度的對比。

上圖中，左側為不受其它信號干擾的測量結果，信號質(zhì)量 97%，振弦頻率基本在小數點(diǎn)后

0.2Hz 跳動(dòng)，中間為振弦傳感器信號線(xiàn)與 5V 直流電線(xiàn)平行走線(xiàn)的測量結果，信號質(zhì)量下降為 80%

左右，數據跳動(dòng)最大達到 1.5Hz，右側為將 5V 電線(xiàn)與振弦信號線(xiàn)纏繞的測量結果，數據跳動(dòng)最 大達到 5Hz。

另外，振弦傳感器的頻率變化也極易受到震動(dòng)的影響，若周邊有施工、大型車(chē)輛運行，也會(huì )

造成測量值的波動(dòng)，這是振弦原理的傳感器無(wú)法回避的問(wèn)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。

3、傳感器頻率偏大或者偏小

振弦傳感器中鋼弦的振動(dòng)頻率與鋼弦的振動(dòng)幅度有關(guān)，振動(dòng)幅度越大時(shí)頻率越高（可能會(huì )偏差

1~2Hz），所以在傳感器使用過(guò)程中，應使用相同的激勵方法、激勵電壓才能保證不同時(shí)間測讀

數據的可比性。

4、VMTool 通訊錯誤

狀態(tài)欄提示“MODBUS 數據長(cháng)度錯誤：xx，xx”字樣。

這一問(wèn)題通常是計算機配置較低或使用了接收數據機制不健全的硬件所致，處理方法是：

使用文本查看軟件打開(kāi)與 VMTool 同路徑下的 config.xml 文件，修改下圖所示 IntervalTimeout

的值為更大，例如改為“20”。

5、 其它問(wèn)題

民用級和工業(yè)級模塊的主要區別

工業(yè)或民用等級主要區別在模塊的工作溫度范圍，民用級在 0~65℃范圍內可以基本保證測

量精度（低于 0℃仍可工作，但精度會(huì )受較明顯的影響），工業(yè)級具有更高的測量精度且工作溫

度范圍更寬（

-40~85℃）。

遠距離測量時(shí)注意事項

當模塊與傳感器之間距離較遠時(shí)，建議使用屏蔽性能優(yōu)良的電纜進(jìn)行連接，電纜導線(xiàn)不低

于 0.3 平方。信號線(xiàn)的質(zhì)量（尤其是屏蔽層）和現場(chǎng)布線(xiàn)會(huì )直接影響振弦傳感器的數據讀取，

當兩方面條件均較理想時(shí)，傳感器信號線(xiàn)與采樣模塊距離可達數千米。導線(xiàn)電阻大小也會(huì )影響

到信號強弱，0.3 平方的線(xiàn)纜，每千米的電阻約為 70Ω，測量時(shí)為往反線(xiàn)，則電阻為 70*2=140

Ω，而振弦傳感器線(xiàn)圈電阻一般為 500Ω左右，會(huì )產(chǎn)生較大的分壓效應，降低對線(xiàn)圈的有效激勵

信號幅值。測量傳感器熱敏電阻時(shí)，同樣存在上述導線(xiàn)電阻問(wèn)題，導致測量到的電阻值偏大，溫

度值偏低（熱敏電阻是負溫度系數電阻器）。

為什么傳感器的頻率值越來(lái)越??？

連續激振時(shí)，傳感器頻率會(huì )有小幅降低，屬正?，F象（與鋼弦材料的力學(xué)特性有關(guān)），基本

在 1~2Hz。

為什么分辨率是 0.1Hz 而精度可以達到 0.2Hz？

輸出頻率值分辨率為 0.1Hz 是為了使用單個(gè) 16 位整數能夠表示 6000Hz 以?xún)鹊闹?，?jiǎn)化數

據讀取，若采用保留兩位小數的輸出格式，16 位整數就會(huì )超限溢出，實(shí)際上模塊內部是采用浮

點(diǎn)計算的，計算過(guò)程中的頻率分辨率遠高于 0.1Hz。固件版本 V3.12 已增加傳感器頻率值高分辨

率寄存器，可顯示 0.01Hz。

為什么讀取到的頻率值精度不是 0.2？

測量模塊的讀數精度僅可用標準信號（如精度較高的信號發(fā)生器）來(lái)衡量，在實(shí)際連接傳

感器測量時(shí)，受到傳感器本身精度、現場(chǎng)走線(xiàn)干擾、信號傳輸衰減等多種因素影響，均會(huì )導致模

塊接收到的信號自身精度下降。一般來(lái)說(shuō)，信號幅值低說(shuō)明激勵不夠，采樣質(zhì)量差說(shuō)明干擾較

多。另外，頻率越低時(shí)測量精度越高，反之測量精度會(huì )有所下降。

是否可以測量低頻傳感器（如 300Hz）？

可以，本模塊支持 30Hz~12000Hz 的頻率采集，需要注意低頻率傳感器在采樣時(shí)需要更長(cháng)的

時(shí)間，應根據實(shí)際頻率和期望采樣數量設置合理的采樣超時(shí)時(shí)長(cháng)。

測量頻率（讀數速度）還能再高嗎？

目前模塊僅可實(shí)現最高 20Hz 的讀數速度，對于絕大多數的應用足夠了。高頻的數據采集一

般用于震動(dòng)測量，緣于振弦傳感器的測量原理，外界的震動(dòng)本身對傳感器就是一種干擾，故此

振弦傳感器僅適于測量靜態(tài)的力或位移等物理量而不不適合測量震動(dòng)，在工程應用中，對于震

動(dòng)的測量應使用加速度傳感器，而非振弦傳感器。一秒鐘幾十次或幾百次的讀數毫無(wú)應用意義。