VM301是自主研發的嵌入式振弦傳感器測量模塊,適用于國內外各種振弦式傳感器。模塊擁有測量精度高，低功耗、兼容性強等特點。可方便的嵌入到土木工程傳感器的測量產品PCB板中。

優勢與特點

測量模式：高壓脈沖（0~120V可配置）或低壓掃頻。

通訊協議：MODBUS、AABB簡單協議。

多參數測量：傳感器頻率、頻模、輸入電壓檢測、傳感器電阻測量、溫度檢測。

測量模式：自動連續測量或按鍵單次觸發。

測量速度：高壓脈沖0.51秒；低壓掃頻0.53秒。

應用領域

應力應變：結構應力應變、基坑支護、管廊、地下工程

儀器儀表：振弦讀數儀表開發

自動化、信息化：結合物聯網技術替代傳統人工檢測

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。根據這一特性原理，即可通過一定的物理（機械）結構制作出測量不同種 類物理量的傳感器（如：應變傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等），從而實現被測 物理量與頻率值之間的一一對應關系，通過測量頻率值變化量來計算出被測物理量 的改變量。

振弦傳感器讀數模塊：專指針對振弦傳感器的特性而設計的傳感器激勵、讀數模塊。具有集成度高、功能模塊化、數字接口的一系列特性，能完成振弦傳感器的激勵、信號檢測、數據處理、質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轉換，進而通過數字接口實現數據交互。振弦傳感器讀數模塊是振弦傳感器與數字化、信息化之間的核心轉換單元。

激勵：也稱為“激振”，是振弦類傳感器頻率數據獲取的必須過程，僅當傳感器收 到合適的激勵信號后才能產生自振，而僅當振弦傳感器產生自振后才能輸出頻率信 號，進一步的，讀數電路會檢測并讀取振弦傳感器的自振信號，才能通過計算得到 振動頻率值。振弦傳感器的激勵信號（能夠使傳感器產生自振的外部信號）一般分 為兩類，一類為高壓短促脈沖，一類為特定頻率的多組連續低壓脈沖信號。

高壓脈沖激勵：使用較高電壓（100~200V）向振弦傳感器線圈發送短促脈沖，使任 意頻率的振弦傳感器產生自振的過程或方法。

低壓掃頻激勵：使用與傳感器自振頻率相當（接近）的頻率向振弦傳感器發送連續的低壓（3~10V）脈沖信號，使傳感器產生自振的過程或方法。

振弦傳感器返回信號：當傳感器產生自振后，鋼弦自振切割傳感器線圈，在線圈中產生微弱電流，這種隨鋼弦振動變化的正弦電信號稱為“振弦傳感器返回信號”。

采樣值：或稱為“單個樣本”，在本手冊中尤指傳感器返回的單個正弦信號，為了 提高正弦波頻率值的測量精度，需要采集多組正弦信號進行綜合計算。由于傳感器 返回的正弦信號是由強變弱逐漸消失，且本身信號十分微弱，不同廠家振弦傳感器 返回信號強度和時長均不相同，因此振弦模塊在數據采集時采用部分抽樣的方法獲 取若干采樣數據進行綜合計算，對于每個采集到的正弦波稱之為“一個樣本”或 “一個采樣值”。

標準差：（Standard Deviation），中文環境中又常稱均方差，是總體各單位標準值 （采樣值）與其平均數的算術平均數之差的平方根。標準差能反映一個數據集的離 散程度（平均數相同的兩組數據，標準差未必相同）。一個較大的標準差，代表大部 分數值和其平均值之間差異較大；一個較小的標準差，代表這些數值較接近平均值， 質量較高。

ADC：（Analog-to-Digital Converter）模擬-數字轉換器。是指將連續變化的模擬 信號轉換為離散的數字信號的器件。

審核編輯 黃昊宇