振弦式压力传感器数据采集接口设计
振弦式传感器信号采集仪的研制重点
硕士学位论文振弦式传感器信号采集仪的研制ＤｅｓｉｇｎｏｆＶｉｂｒａｔｉｎｇＷｉｒｅＳｅｎｓｏｒＳｉｇｎａｌＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ学号：２１００９０６７完成Ｆｔ期：２Ｑ！三生三月！目大连理工大学ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。
尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。
学位论文题目：盏重塞篮盛墨焦曼墨篡垡鲍叠剑作者签名：夏。
丞叠日期：ｊ丝堕年—五月—三日大连理工大学硕士学位论文摘要改革开放以来，我国的经济迅猛发展，各项工程建设取得了令人瞩目的巨大成就。
但为了保障基础设施建设快速发展的同时，也能保障安全生产，需要不断改进和完善工程领域内的安全监测技术。
目前工程中主要应用振弦式传感器来对压力、应力、渗压、沉降、拉力等关系到系统安全的相关物理量进行测量。
振弦式传感器信号采集仪主要用来采集振弦式传感器的输出信号，是促进工程建设领域安全生产的有力保障。
本文研制了一种采用ＳＴＭ３２单片机的新型振弦传感器信号采集仪，该采集仪不仅能直接实时查询采集数据，并能与计算机通信，实现对各个监控点的实时有效监测。
本文改进了传感器的激励电路的电路结构，结合软件程序实现了反馈式扫频激振，降低了电路的复杂度和电路体积。
在频率测量方面，充分利用ＳＴＭ３２片上资源，实现了等精度测频，提高了频率信号的测量精度。
在电路设计方面，设计了小信号的拾取放大电路。
该电路包含带通滤波电路，滤除了噪声干扰，提高了信号的测量精度。
振弦信号采集仪主要由两大部分组成：主控模块和测量模块。
主控模块的作用是设置传感器的采集参数，并向测量模块发出传感器的采集命令。
基于振弦式传感器的压力测试仪——信号采集与处理模块论文完整版(1)
1 绪论在大型土木工程的安全监测中，压力作为一个重要的参数，其检测方法一直备受重视。
通过对各种结构所受压力的实时检测，对保障健康、降低事故发生率具有重要的意义。
由于振弦式传感器具有输出信号稳定、易检测、精度和分辨率高等诸多优点，因此是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。
基于振弦式传感器的压力测试仪的使用对国民安全和国民经济起着举足轻重的作用。
1.1 课题研究目的和意义在建筑工业中，安全问题是重中之重，一旦一个工程安全问题得不到保障，投入的资金再多，耗费的人力物力再大，也都显得没有任何意义。
振弦式仪器是目前我国土石坝内部观测的首选仪器,它在大坝监测、桥梁监测和岩石工程中占有重要地位。
基于扫频激振技术的激振单线圈振弦式传感器的方法为实现上述工程自动监测系统提供有力支持。
基于扫频激振技术的振弦式传感器应用于某型分布式网络测量系统中，用于大坝内部应力自动监测,具有起振迅速、测值可靠、自动化程度高的突出优点,取得了较好的应用效果。
基于振弦式传感器的压力测试系统对桥梁结构的安全性和对国民经济起着举足轻重的作用。
对桥梁的运行状况进行健康监测，可以有效预防突发性灾难，减少损失, 避免人员伤亡, 确保基础设施与使用者的安全。
1.2 国内外技术发展现状振弦传感器得到了迅速的发展和应用。
在国外，德国的MAlHAK、法国的TELEMAL、美国的SINCO和FOXBORO、英国的SCHLUBERGER及挪威等多家公司，都有振弦传感器的系列产品。
国内从60年代起，先后研制开发了适合各种测试目的的多种振弦传感器的系列产品，如振弦式压力计、土压力计、空隙水压力计、应变计、测力(应力)计、钢筋计、扭力计、位移计、反力计、吊重负荷计、倾斜计等等。
它们广泛应用于港口工程、土木建筑、道路桥梁、矿山冶金、机械船舶、水库大坝、地基基础等测试，已成为工程、科研中一种不可缺少的测试手段，显示出了其广阔应用和发展的前景。
除了振弦式传感器外，还有振筒式、振梁式和振膜式等传感器，它们统称为谐振式传感器。
振弦传感器适配器设计探讨
振弦传感器适配器设计探讨 李延军 景波云 和温度系数应满足室外工作或野外工 作 环 境 外 ， 还应留有一定
１］ １ 的额定裕度以满 足 可 靠 性 ［ 其元器件降额等级应根 的 需 求， ２］ １ 如精密电阻网络所选用的电阻应选择阻 据降额准则 ［ 选择 ， －６ 、 值偏差为 ０． 功率大 于０． 温度系数小于 ５ ０×１ １ ﹪以下 、 ０ １ ２ ５
３ ７
３ 适配器工作原理
适配器工作原理框图如图 ３ 所示 。 相 适配器与通用数据采集器通过总线 接 口 进 行 物 理 连 接 ，
图 ２ “ 归一 ” 接口适配器的连接
图 ３ 适配器工作原理框图
互间的信息和命令 交 互 也 是 通 过 总 线 协 议 进 行 交 互 。 适 配 器 中的 Ｃ Ｕ 根据数据采集器发出的命令和 事 先 编 好 的 程 序 完 成 Ｐ 时序控制 、 数值计算和 相 应 的 控 制 动 作 。 测 量 时 ， Ｕ 控制激 Ｐ Ｃ 拨驱动电路向传感器发出激拨信号 ， 然后接收来自传感器的弦 振频率 ， 弦振频率信号经放大 、 整形 和 处 理 后 进 入 计 数 器 计 数 ， Ｕ 根据特 定 的 时 间 长 度 和 计 数 器 的 计 数 值 计 算 弦 振 频 率 Ｃ Ｐ ／ 值， 同时 ， 控制 Ａ 完成对测点温度的测量 ， Ｕ 将弦振 Ｄ 转换 ， Ｃ Ｐ 频率值 、 测点温度 值 和 Ｅ ２ Ｐ Ｒ ＯＭ 内 的 参 数 一 同 代 入 应 变 量 公 式内计算 ， 最终得出 传 感 器 所 传 感 的 应 变 量 的 示 值 ， 并将其存 放在与之相应 的 Ｒ ＡＭ 区 内 。 在 数 据 采 集 器 发 出 取 值 命 令 的 指示下 ， Ｕ将存放在 Ｒ Ｃ Ｐ ＡＭ 区 内 的 应 变 量 示 值 通 过 总 线 给 ／ 出 。 非挥发性存储器 Ｅ 振 ２ Ｐ Ｒ ＯＭ 用 来 存 放 Ａ Ｄ 转 换 校 准 值、 荡源校准值和与之对 应 的 振 弦 传 感 器 的 弦 振 参 数 值 等 校 准 值 记 录” 并将其代入计算公 和地址值 ， Ｐ Ｕ 用调用 Ｅ ２ Ｐ Ｒ ＯＭ 的 “ Ｃ 式计算的方法消除振弦传感器个体上 的 差 异 ， 从而达到了适配 。这些校准值和地址值可通过总线命 器输出示值上的 “ 归 一” 令或总线扩展命令方便地读出和写入 。
基于振弦式传感器的压力测试仪——信号采集与处理模块 论文完整版(2)
图15 串口电路3.3 电源模块设计STC12C5A60S2单片机的实际工作电压为3.5~5.5V，nRF24L01无线射频收发芯片的实际工作电压为 1.9~3.6V，MAX232串口电路的实际工作电压为+5V±10%，SIM300实际工作电压为4V。
所以本文采用的电压大约为5V，选用LM317稳压块来对电源进行调理，形成稳压电源。
LM317系列集成稳压电路(国产型号为CW317)，输出电压可调范围为1.25~37V，输出电流为0.05~1.5A，工作温度可分为-55℃~+150℃、-25℃~+125℃、0℃~+125℃三类，电压调整率的典型值为0.01%/V，负载调整率的典型值为0.1%。
其内部含有过流、过热和调整管安全工作区保护电路，具有安全可靠、应用方便等优良性能。
图16电源模块电源电路中使用了FUSE-500mA。
保险丝也被称为熔断器，IEC127标准将它定义为“熔断体（fuse-link)”。
它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。
保险丝的作用是：防止人身的伤害，防止着火或设备损坏。
若电路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升到一定的高度和一定的时间，自身熔断，切断电流，从而起到保护电路安全的作用。
3.4 液晶显示模块设计本次设计我们采用LCD1602液晶显示屏。
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。
相比于其他液晶显示屏，它具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等优点。
LCD1602采用标准的16脚接口，其中:第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5V正电源第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
振弦式压力传感器数据采集接口设计_图文.
. 46 . 石户仪霖 1995 年解得 1 1 目 ~ 士又下 : 二乙I 〔Q L 士于乙 V 2 1 不于不 } \ , f Q 砚 , 。
一下甲打- 八了万石一 . 一卜 ~ . 获一上了 1 ( X : , 二二; 丁万下一“ I 吸 (七则上、下限频率分别为田: 一命 + 告丽万 + 于 ~ 可需’ 少田2 一森告动六 B 2 W ~ f 一厂 , + 货磕恶 l Q 一3 d B 带宽 2 兀R C (8 因而 , 电路的品质因数为 : f 。
蜘 R 刀l 犷 V R 压 4 . 、 (9 , 从以上分析可以看出所给参数 , , 通过调整 z , R Z 来调节放大倍数 H z , 也不影响其它参数 , 。
根据本接口其人为 9( 0 H 召W 为 20 ( Q 值为 5 放大倍数为 1 0 。
结 1 . 束 , 语在地面进行检测 , 振弦压力传感器信号可以直接送到地面无需配置井下高温电子 , 线路 A G , 所以便于用户使用 . 、维修。
2 采用有源 . LC 谐振放大器可以大大提高接 , 口抗工频干扰的能力 0 并由于 f , 、 B W 及参数均可单独调节 3 , 所以接口调试简单。
由于振弦压力传感器是以弦的振动频率来反映地层压力变化的而仪器与套管的碰。
撞也能引起弦的振动于弦的振动具有惯性 4 , 所以该传感器适用于定点测压 I s , , 而不能用于连续运动测压 1 5 。
另外由。
, 所以连续二次激发振动的时间间隔最少需一9 2 本接口已用“ 环空数字测井系统参考: ” 中献 , 并已完成几十口井次的测试文 1 常玉燕曾新民 . , 吕光译 . 「太电子电路精选 l . 北京 . 电子工业出版社 : . , 19 89 , 2 3 , 曾天剑潘承武 , . 运算放大器应用手册北京电子工业出版社高登芳 , 朱英杰 . 微型计算机实用测控接口技术北京‘收稿 : 科学技术出版社 : , 19 9。
振弦式压力传感器数据采集接口设计
振弦式压力传感器数据采集接口设计
钱占军;李彤
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】1994(018)006
【总页数】6页(P450-455)
【作者】钱占军;李彤
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P631.83
【相关文献】
1.振弦式压力传感器数据采集接口设计 [J], 钱占军;李丹
2.振弦式土压力传感器温度敏感性试验研究 [J], 刘晓曦;王旭;刘一通
3.振弦式压力传感器在桥梁索力监测中的应用 [J], 蔡永壮;王振龙;季英瑞
4.振弦式压力传感器在隧道安全监测中的应用 [J], 程瑶;姚鑫
5.矿用振弦式称重压力传感器的设计 [J], 郑丰隆;王晓宁;刘春晖;卫永琴
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
VSxxx振弦传感器数据采集仪器设备RS485数字传感器说明及注意事项
VSxxx振弦传感器数据采集仪器设备RS485数字传感器说明
及注意事项
VSxxx设备RS485数字传感器说明及注意事项
传感器传感器首个传感器通讯速率返回数据说明
类别码名称地址
1(0x01)0x059600
稳控科技-激光测距仪单数据，距离值，单位mm
2(0x02)超声波测距0x019600单数据，距离值，单位mm
3(0x03)双轴测斜杆0x019600双数据，X轴和Y轴角度
单位0.01度
4(0x04)0x019600
单轴测斜杆单数据，X轴角度，单位0.01度
5(0x05)金坛双轴倾斜传感器0x519600双数据，X轴和Y轴角度单位0.01度
①
11(0x0B)金码位移传感器固定2400单数据，测杆拉伸距离值，单位
0.01mm
12(0x0C)纳微静力水准仪0x819600双数据，液位和温度，
单位分别为0.01mm和0.01℃
13(0x0D)未知牌湿湿度传感器0x029600双数据，温度和湿度
实际温度=值/10-40，实际湿度=值/10
14(0x0E)0x01256000
svm30三轴加速度三数据，分别为XYZ振动峰值频率
注①：金码位移传感器的编号是出厂时固定的6位数字，需要使用下面的指令依次设置。
$ST11=x,xxxxxx设置传感器编号，x为传感器编号1~16，
xxxxxx为传感器编号（6位数字字符）
$GT11=x读取传感器编号，x为传感器编号。