振弦智能测量模组VM2000使用说明书
1 VM-2000的功能
振弦式传感器是将被测物理量等换成频率信号，通过测量频率信号，计算出所测的物理量。频率信号的优点：在线路中传输，频率值不受影响，只有其幅值会有所变化，而幅值的变化不会影响频率值，因此振弦式传感器可以实现长距离电缆的传输，在水电工程及各类建筑安全监测中获得了广泛的应用。
如何准确测量振弦类传感器的频率，是个比较专业的问题：一是通过激励钢弦使其产生共振，并测量其频率，这种方式易受现场的各种干扰，导致数据误差大，达不到要求；二是国内外市场的各种振弦式传感器，性能不一，对振弦测量存在挑战性。
本公司在测量振弦式传感器及数据传输领域，深耕多年，积累了丰富的实践经验，所研发的振弦测量模块，采用独特的电路设计，配合寻优算法及智能化FFT变换（可选），处理频率数据，其测量精度高、抗干扰能力强、功耗低，适合长期连续工作，适用国内外各种振弦类传感器，已获得广泛应用。VM-2000振弦测量模块使用单+3.3V电源供电，TTL串口通信，双列32 PIN镀金圆脚插拔式设计，方便嵌入到各类仪器设备或工程箱内。
模块简单易用，自动保存传感器类型，并有多种测量触发方式。只需要从串口端发送检测命令，或者触发电平跳变，本模块即可自动测量振弦传感器，并返回传感器的频率温;电阻;模数；温度值。
模块具有全球唯一ID.
本模块支持定制(批量订货），可以根据需求定制成任意协议，结构，通道的产品。
2 VM-2000主要技术参数
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规格型号 |
VM-2000 |
|
测量通道数 |
1通道 |
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接入振弦传感器 |
1个振弦传感器 |
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频率扫频范围 |
400~5000Hz |
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频率测量分辨率 |
≤0.01 Hz |
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振弦测量时间 |
<2s |
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电阻温度计类型 |
3K电阻 |
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电阻温度计电阻测量范围 |
200Ω~200KΩ |
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电阻温度计温度测量范围 |
-50℃~+100℃ |
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电阻温度计测量时间 |
<1s |
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电阻温度计测量准确率 |
±0.2℃ |
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通讯接口 |
TVTTL串口 |
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工作温度 |
-40～+80℃ |
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工作电源 |
3.3 VDC |
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待机电流 |
<20mA |
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工作电流 |
80mA |
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TTL串口电平 |
0： 0~0.4V 1:1.8~5V |
3 VM-2000尺寸（Mechanical Dimension）
4 VM-2000引脚定义（DIP32）
表1. VM-2000振弦测量模块引脚定义
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脚号 |
名称 |
说明 |
备注 |
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1 |
F+ |
接振弦传感器频率F+ |
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2 |
F- |
接振弦传感器频率F- |
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3 |
T+ |
接振弦传感器温度T+ |
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4 |
T- |
接振弦传感器温度T- |
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16 |
GND |
电源地 |
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17 |
VCC |
电源+3.3V |
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18 |
TX |
串行发送 |
→ |
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19 |
RX |
串行接收 |
← |
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20 |
IO3 |
I/O |
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21 |
IO2 |
KEY |
下降沿脉冲触发一次采集 |
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22 |
IO1 |
I/O |
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23 |
RST |
模块复位 |
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5 如何测试、设置VM-2000
●搭建测试台
将VM-2000(DIP32)插到开发板的DIP32母座上，注意1脚，不可插反；
开发板与计算机通过USB线连接；
计算机上运行测试设置软件“VM-2000”
●通讯协议
模块有一串行通讯接口（TTL电平），默认：115200bps，1个起始位，1个终止位，8个数据位，无奇偶校验。采用json格式。
A-1：测量传感器命令---下发
{
"Acq" : 1,
"Acquisition" : [ 1 ],
"DEV_Type" : [ 1 ],
"Msg_Num" : "123456"
}
|
字段名称 |
用途 |
参数 |
备注 |
|
Acq |
传感器测量命令字 |
值=0 不测量传感器 值=1 测量传感器 |
获取传感器实时数据，此命令需要2秒. |
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Acquisition |
传感器通道号 |
数组类型， 值=1 传感器通道号 |
本模组默认为1 |
|
DEV_Type |
传感器类型 |
数组类型，浮点数 自动保存参数 |
0x01: 低频（400－1200Hz） 0x02: 中频（800－2000Hz） 0x03: 高频（1400－3500Hz） 0x04: 全频（2000－6000Hz）
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|
Msg_Num |
报文序列号 |
字符串格式， 最长50字节 |
应答相同序列号 |
A-2: 测量传感器命令---上传 (任意有效命令均返回如下格式，包含IO触发)
{
"DEV_Sn": "3448CA64A39303431303050",
"Msg_Num_Ack": "123456",
"DEV_Type":[ 1 ],
"Freq": [2163.40 ],
"Res": [2723.0 ],
"Mod": [4680 ],
"Temp": [26.8 ]
}
|
字段名称 |
用途 |
参数 |
备注 |
|
DEV_SN |
模组唯一ID |
字符串 |
|
|
Msg_Num_Ack |
应答Msg_Num |
字符串 |
下降沿触发模式下本字段值为空 |
|
DEV_Type |
使用的传感器类型 |
数组类型，整数 |
|
|
Freq |
传感器频率 |
数组类型，浮点数 |
Hz |
|
MOD |
传感器模数 |
数组类型，整数 |
|
|
Res |
传感器电阻 |
数组类型，整数 |
Ω |
|
Temp |
传感器温度 |
数组类型，浮点数 |
℃ |
6 测量模块使用注意事项
(1) 输入输出接口为TVTTL串口，电平标准为TVTTL，兼容TTL电平，推荐在使用5V电平串口时在TX RX串入100Ω电阻。
(2) 模块在测量工作时，需要向传感器提供大功率激励信号，推荐在模块电源输入端并入大容量电容。
(3)个别传感器内阻很低，对于此类传感器，模块会判断为传感器故障，自动进入保护模式，如果使用类似传感器，推荐在模块输出端PORT+端串入对应阻值电阻，使内阻大于200欧姆。
(4) 测量过程中传感器屏蔽线接入模块的GND。
7 应用
用户将VM-2000振弦测量模块，嵌入到自己的设备电路中，只需设计简单的电路即可完成。
本使用说明由长沙云超信息科技有限公司编制
使用说明中的型号、参数、公式、文字如遇有修改，恕不另行通告，谨请以最新版本为准。
