VM系列振弦傳感器讀數模塊常見問題

1、計算機無法與模塊通訊

應通過以下步驟逐一排查問題

（1）觀察振弦模塊狀態燈是否正常閃爍，若不正常則應基本斷定是模塊問題，此時應嘗試

對模塊進行出廠參數恢復。在高速測量時，因模塊“忙”而無暇響應串口指令，也會造成通訊

不正常，此時可嘗試多次發送指令或恢復出廠參數。

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

平）。

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

詳見“5.2 連接 VM 模塊”。

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

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

意一個串口調試工具，進行任意數據的發送操作，若端口收發正常，則接收區會收到發送區發

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，對模塊進行

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

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

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

KEY1 按鍵，觀察測試工具軟件是否收到了模塊的啟動信息。

2、傳感器頻率值不穩定

以下均在出廠默認參數前提下逐步排查問題，若修改過模塊參數則應首先恢復出廠設置。

（1）觀察采樣質量評定寄存器數據，若低于 90%則可基本認定傳感器信號質量較差，若質

量很高則測量到的數據是真實的傳感器數據。

（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（沒有真正連接

到模塊）。

（4）嘗試設置更高的激勵電壓（詳見“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。

上圖中，左側為不受其它信號干擾的測量結果，信號質量97%，振弦頻率基本在小數點后

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果，信號質量下降為 80%

左右，數據跳動最大達到1.5Hz，右側為將 5V 電線與振弦信號線纏繞的測量結果，數據跳動最 大達到 5Hz。

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。

3、傳感器頻率偏大或者偏小

振弦傳感器中鋼弦的振動頻率與鋼弦的振動幅度有關，振動幅度越大時頻率越高（可能會偏差

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

數據的可比性。

4、VMTool 通訊錯誤

狀態欄提示“MODBUS 數據長度錯誤：xx，xx”字樣。

這一問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、 其它問題

民用級和工業級模塊的主要區別

工業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，但精度會受較明顯的影響），工業級具有更高的測量精度且工作溫

度范圍更寬（

-40~85℃）。

遠距離測量時注意事項

當模塊與傳感器之間距離較遠時，建議使用屏蔽性能優良的電纜進行連接，電纜導線不低

于0.3 平方。信號線的質量（尤其是屏蔽層）和現場布線會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，傳感器信號線與采樣模塊距離可達數千米。導線電阻大小也會影響

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

Ω，而振弦傳感器線圈電阻一般為 500Ω左右，會產生較大的分壓效應，降低對線圈的有效激勵

信號幅值。測量傳感器熱敏電阻時，同樣存在上述導線電阻問題，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越小？

連續激振時，傳感器頻率會有小幅降低，屬正常現象（與鋼弦材料的力學特性有關），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 16 位整數能夠表示 6000Hz 以內的值，簡化數

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

點計算的，計算過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生器）來衡量，在實際連接傳

感器測量時，受到傳感器本身精度、現場走線干擾、信號傳輸衰減等多種因素影響，均會導致模

塊接收到的信號自身精度下降。一般來說，信號幅值低說明激勵不夠，采樣質量差說明干擾較

多 。另外，頻率越低時測量精度越高，反之測量精度會有所下降。

**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需要更長的

時間，應根據實際頻率和期望采樣數量設置合理的采樣超時時長。

測量頻率（讀數速度）還能再高嗎？

目前模塊僅可實現最高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

般用于震動測量，緣于振弦傳感器的測量原理，外界的震動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的力或位移等物理量而不不適合測量震動，在工程應用中，對于震

動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應用意義。

審核編輯：湯梓紅