?VM系列振弦采集模塊的信號檢測與分析計算

VM系列振弦采集模塊的信號檢測與分析計算

1、延時(shí)采樣

如下圖示， 振弦傳感器鋼弦起振后，信號強度在短時(shí)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(gè)振動(dòng)過(guò)程分為起振、調整、穩定、消失幾個(gè)階段，上述幾個(gè)階段中，起振和調整階段的振動(dòng)又叫做強迫振動(dòng)，穩定與消失階段合稱(chēng)為自主振動(dòng)。

強迫振動(dòng)：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(dòng)信號不是十分穩定且不能完全代表自身自振頻率的振動(dòng)。

自主振動(dòng)：以傳感器鋼弦自有的振動(dòng)頻率進(jìn)行有規律的振動(dòng)（諧振）。

為了得到傳感器真實(shí)的頻率值，需要對自主振動(dòng)期間的周期信號頻率進(jìn)行采樣、計算。故此，當完成對傳感器的激勵后，需要有一段延時(shí)才開(kāi)始對傳感器返回信號進(jìn)行采樣，這個(gè)延時(shí)長(cháng)度受讀取延時(shí)寄存器 RD_INTE 的數值控制。

讀取延時(shí)寄存器 RD_INTE 規定了激勵后的延時(shí)時(shí)長(cháng)以及是否由模塊根據上一次測量計算得出的信號質(zhì)量來(lái)調整本次延時(shí)長(cháng)度。 RD_INTE.[11:0]中的數值決定激勵信號發(fā)送后延時(shí)多長(cháng)時(shí)間再開(kāi)始傳感器返回信號采樣， 時(shí)長(cháng)的單位由 RD_INTE.[14]來(lái)定義，可以是“ 毫秒值” 或“ 信號個(gè)數值” 。 RD_INTE.[15]用于設置是否采用智能延時(shí)時(shí)長(cháng)調整功能，當 RD_INTE.[15]為 1 時(shí)，若上次測量信號質(zhì)量未達到預計要求時(shí)，模塊自動(dòng)調整本次延時(shí)寄存器的延時(shí)時(shí)長(cháng)值為設置值的 1/2 時(shí)長(cháng)。

2 、信號幅值檢測

信號幅值是指傳感器產(chǎn)生自振后輸出的原始信號經(jīng)過(guò)濾波放大處理后的信號幅度大小， 用百分比表示。 信號幅值 100%表示信號過(guò)強， 80%~95%為優(yōu)良， 60%~80%為一般，接近或低于 30%

為較差或無(wú)信號。 傳感器被激勵后的首個(gè)返回信號幅值存儲于 SIG_VALH.[15:8]， 開(kāi)始采樣時(shí)的信號幅值存儲于 SIG_VALH.[7:0]， 采樣結束時(shí)信號幅值存儲于SIG_VALL.[15:8]， 上述三個(gè)信號幅值的平均值存儲于 SIG_VALL.[7:0]。

若前三個(gè)信號幅值均大于 90%且無(wú)遞減趨勢，則可能返回信號過(guò)盈， 可考慮適當降低激勵信號強度（強振對傳感器壽命有一定影響）。信號幅值的高低直接影響到傳感器頻率的可信度。 信號幅值受激勵信號影響較大， 若檢測到信號幅值不理想，則應設法調整傳感器的激勵方法、調整激勵電壓來(lái)進(jìn)行改善。

信號幅值實(shí)時(shí)值寄存器 SIG_VALH（ 0x2C）

位 符號 值 描述 默認值

bit15:8 0~100 激勵后首個(gè)信號幅值，單位： % 0

bit7:0 0~100 采樣時(shí)首個(gè)信號幅值，單位： % 0

信號幅值實(shí)時(shí)值寄存器 SIG_VALL（ 0x2D）

位 符號 值 描述 默認值

bit15:8 0~100 采樣結束時(shí)信號幅值，單位： % 0

bit7:0 0~100 平均信號幅值，單位： %