振弦测量模块
GDA1106全功能采集模块
全功能测量模块适用于自动测量振弦、差阻、电阻、电流、电压、开关及数字量输出的传感器信号，测量通道按编程组合，传感器任意混接，在主控板中任意指定切换，模块支持标准MODBUS-RTU 编程，支持传感器供电测量。
模块采用信号和电源的隔离设计，极大增强了模块抗干扰能力，降低了对传感器的绝缘要求，将通道设置为振弦通道，满接测量16 只振弦传感器（不带温度测量）。
全功能测量模块监测系统为智能识别传感器参数、智能故障诊断、云平台手机客户端无缝对接。
基本功能
GDA1106 全功能测量模块现支持超过十几种不同类型的传感器，包括：测斜仪、水位计、量水堰计、风速、风向仪、气压计、激光测距仪、拉线式位移计、超声波物位计等。
模块可扩展性强，可根据需要任意添加RS485 信号的传感器协议。
每个通道接入一个独立的传感器，与传感器(设备)编号及类型无关。
建议主控板中模块预热时间参数设在60s 以上，当遇到数据漏测情况时可以适当加长模块预热时间。
南京葛南实业有限公司专业从事岩土工程安全监测仪器及系统的研发、生产、销售、服务的高科技型企业。
公司智能振弦式传感器及自动化采集系统在国内处于领先水准，产品出口16个国家和地区，应用在2000多个水电站、大型桥梁及军事工程。
公司始终注重新技术的研发投入和应用转化，致力于向客户提供承载最新技术、精准优质的仪器设备。
YS-640振弦式多通道采集模块说明书
YS-640型多通道振弦采集模块使用说明书杭州圆山科技有限公司非常感谢您选用我公司的产品，我们将努力为您提供更好，更快，更准确的仪器，以及周到细致的服务。
一．声明本仪器的安装、使用、维护都要由专业人士进行，以免操作不当对仪器造成损害。
杭州圆山科技有限公司有对产品升级更新的权力。
请详细阅读下列安全性预防措施，以免对采集仪或传感器造成永久性损害。
·使用合格的电源适配器。
请使用本产品自带的电源适配器或者经国家认证的高品质电源适配器，不要使用劣质电源，以免对产品主板造成损害。
·本产品只能采集振弦类传感器，请勿将其他类型传感器连接其上，否则会对传感器造成损害。
·使用正确的连接方法。
在接通电源之前，确定传感器以及数据线连接良好，无短路，无暴露线，未与其他传感器混淆。
上电后禁止插拔任何接线，若要插拔请先关闭采集仪。
·本产品不具有防水功能，请勿使产品浸入水中或在雨中使用。
·请勿在易燃易爆的环境中使用。
·若仪器发生故障，请勿自行打开采集仪外壳进行检查维修。
应及时联系我们，我们会竭诚为您服务。
二．概述YS-640是结合多年的现场项目经验加上先进的设计与技术，制造的一台方便安装、稳定耐用、成本低廉的振弦采集仪。
YS-640多通道振弦采集模块，专为振弦型传感器的数据采集设计，精确采集传感器的频率和温度数据。
可方便的应用于各种土木安全监测项目中。
例如：桥梁健康、隧道挖掘、水库大坝安全、滑坡防护、混凝土养护等。
为了适应现场复杂的安装环境，YS-640的外形结构非常的轻便小巧。
底部两端有固定螺丝孔，只需要四个螺丝就可以方便的将仪器固定到配电柜内。
全铝制机壳，轻便耐用，可使用在极端的岩土工程环境中去。
机壳还提供了全金属屏蔽层，使仪器在电磁环境恶略的条件下得到的数据同样准确。
通信的连接和传感器的连接全部使用接线端子。
减少传感器安装过程中的接线步骤，减轻现场人员的劳动强度，节省人力物力。
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。
30种常见传感器模块简介及工作原理
30种常见传感器模块简介及工作原理传感器是物理、化学或生物特性转换成可测量信号的设备。
它们在各个领域中起着重要的作用，从智能家居到工业自动化，从医疗设备到汽车技术。
本文将介绍30种常见的传感器模块及它们的工作原理。
1. 温度传感器：温度传感器是测量环境温度的常见传感器。
它们根据温度的影响来改变电阻、电压或电流。
2. 湿度传感器：湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量。
根据湿度的变化，传感器可能改变电阻、电容或输出电压。
3. 压力传感器：压力传感器用于测量液体或气体的压力。
它们可以转换压力为电阻、电流或电压的变化。
4. 光敏传感器：光敏传感器用于测量光照强度。
它们的响应基于光线与其敏感部件之间的相互作用。
5. 加速度传感器：加速度传感器用于测量物体的加速度或振动。
它们可以检测线性或旋转运动，并将其转换为电压或数字信号。
6. 接近传感器：接近传感器用于检测物体与传感器之间的距离。
它们可以使用电磁、超声波或红外线等技术来实现。
7. 声音传感器：声音传感器用于检测环境中的声音级别或频谱。
它们可以将声波转换为电信号以进行进一步的处理。
8. 姿势传感器：姿势传感器用于检测物体的倾斜、角度或方向。
它们可以使用陀螺仪、加速度计等技术来实现。
9. 指纹传感器：指纹传感器用于检测和识别人体指纹。
它们通过分析指纹的纹理和特征来实现身份验证。
10. 光电传感器：光电传感器使用光电效应或光电测量原理进行工作。
它们通常用于检测物体的存在、颜色或距离。
11. 气体传感器：气体传感器用于检测和测量空气中的气体浓度。
它们可以用于检测有害气体、燃气泄漏等。
12. 液位传感器：液位传感器用于测量液体的高度或压力。
它们可以使用压力、浮球或电容等技术来检测液位变化。
13. 磁场传感器：磁场传感器用于测量、检测和方向磁场强度。
它们通常用于指南针、地磁测量等应用。
14. 触摸传感器：触摸传感器用于检测触摸或接近物体。
它们可以使用电容、电感或红外线等技术来实现。
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。
实验3 振动测量试验模块
实验三振动测量试验模块3.1实验原理：利用传感器测量动态变化参数的原理与方法，检测震动大小。
3.2实验内容3.2.1电涡流传感器测量振动实验x·实验目的了解电涡流传感器测量振动的原理与方法。
·实验原理根据电涡流传感器动态特性和位移特性，选择合适的工作点即可测量振幅。
·所需器件及模块3号振动测量模块、电涡流传感器、信号源、音频功率放大器、直流电源、示波器实验电路图如下：·实验步骤1.根据图安装连接线。
注意电涡流断面与振动台面之间的安装距离为线性区域。
试验模块输出端TP3接示波器，接入±12V电源。
2.将信号源接入音频功率放大器，音频功率放大器输出接振动试验模块。
3.信号源幅度按钮初始为零，慢慢增大幅度，控制台面与传感器端面不要碰撞。
4.用示波器观察电涡流试验模块输出端TP3波形，调节电涡流安装支架高度，读取正弦波失真最小时的电压峰-峰值。
5.保持振动台的振动频率（12Hz）不变，改变振动幅度可测出相应的传感器输出电压峰-峰值。
6.保持振幅不变，（1-30Hz输出幅度不变）改变频率测出传感器TP3幅度，作出传感器幅频特性。
3.2.2霍尔式传感器测量振动实验·实验目的了解霍尔传感器在震动测量中的应用。
·实验原理利用霍尔元件在梯度磁块中，运动产生的电动势大小变化来检测震动大小。
·所需器件及模块3号振动测量模块、1-30Hz低频振荡器、±12V、±5V、示波器。
·实验步骤实验电路图如下：1.按图接线。
2.在+A端接入+5V电压，-B端接入-5V电压。
3.示波器A通道接入V01端。
4.1-30Hz低频振荡器接入1~30Hz端、GND端接地，幅度调最小。
5.适当加大振幅用示波器观察V01差动放大器的输出端。
6. 1-30Hz低频振荡源固定在一个频率上，以方便观察为准，调节输出幅度，记录3.2.3光纤传感器测量振动实验·实验目的了解光纤位移传感器动态特性。
XM-120振动监测模块
XM-120振动监测模块是一种双 通道通用型监测表,用于监测旋 转机械的轴振、壳振或轴承座振 动。可接受来自电涡流传感器、 内置压电回路的加速度传感器 (IEPE)或其它电压输出的传感器 （如速度传感器或压力传感器） 的信号输入。此外,模块还可接 受一路转速信号输入用于转速测 量和阶比分析。模块内置一个报 警继电器,可以通过XM-440/441 模块扩展到五个。可以广泛应用 于各类企业生产线的关键设备， 如汽轮机、水轮机、压缩机、水 泵、风机、轴承、齿轮箱等设备 上
XM-120振动监测模块 XM-120振动监测模块
连续处理
1x, 2x, 3x 幅值 • 1x, 2x 相位 • 总量
– 有效值 峰值 峰-峰值 有效值, 个通道最多可定义 4 个频段
– 显示频段总量或最大峰值 – 频段可按照任意频率或节次范围定义
• 间隙电压 • 谐频分量能量和非基频 • 最大振幅SMAX (幅值 & 相位 幅值. 相位) 最大振幅 幅值
报警
• 可定义16种报警! 可定义16种报警! 16种报警 • 每个报警: 每个报警: –包括警戒和危险设定值 包括警戒和危险设定值 –可使用模块测量到的任一离散量定义 可使用模块测量到的任一离散量定义 –运算符: >, <, > 或 <, < 和 > 运算符: 运算符
根据命令处理
时间波型 • FFT频谱 频谱
XM-120振动监测模块 XM-120振动监测模块
• 两个信号通道和一个可组态的转速输入 • 高精度 –24位A/D转换 24位 24 A/D转换 • 高性能 –1-20kHz带宽每个通道 1 20kHz带宽每个通道 –专用DSP用于高速运算 专用DSP 专用DSP用于高速运算 • 内置一个继电器可扩展到5个 内置一个继电器可扩展到5
VM3XX振弦传感器读数模块用户手册(V1.12ForSF3.14)
振弦式传感器读数模块 VM3XX/4XX
VREF： （Voltage reference）是指电路中一个与负载、功率供给、温度漂移、时 间等无关，能保持始终恒定的一个电压。参考电压可以被用于电源供应系统的稳 压器，模拟数字转换器和数字模拟转换器，以及许多其他测量、控制系统。 GPIO： （General Purpose Input Output）通用输入/输出（接口）或总线扩展器， 通俗地说，就是一些引脚， 可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的 电平状态。 频模：根据振弦的振动微分方程可推导出钢弦应力与振动频率具有 = × × 的关系，即“频率 的平方与钢弦所受张拉应力 呈线性正比关系” ，因此在实 际测量时，往往使用频率的平方值更能直观反映出应力值，但由于频率的平方往 往数值较大，不易读取，所以一般使用频率的平方/100，即“频模”。频模是由 频率值得到的一个计算值而非测量值。 信号幅值： 在本手册中专指振弦传感器返回的信号经模块滤波放大后的信号幅值 大小，用百分比表示。 样本质量： 在本手册中专指模块对传感器的信号进行多次采样后，对采样的质量 评定，用百分比表示。也称为“采样数据质量评定”或“样本数据质量评定”。 信号质量：对采集信号的综合评定值，在本手册中，根据参数设置不同，判定标 准也有所不同，在具体功能讲解时会明确说明。 寄存器：具有临时或永久存储数据能力的器件。在本手册中，将可以断电保存的 寄存器称为 FLASH 寄存器，其存储的数据称为“参数”； 仅在加电期间具有数据 保持能力的寄存器称为 RAM 寄存器。外界可通过数字接口直接访问 RAM 寄存器， 并通过 RAM 寄存器间接访问 FLASH 寄存器。 RAM 寄存器又分为可读写和只读两类， 可读写部分在上电时从 FLASH 寄存器读取， 只读部分由模块负责将运行过程中的 实时信息写入。通过数字接口对 RAM 可读写寄存器进行写操作会触发模块内部 RAM 寄存器到 FLASH 寄存器的复制动作（永久存储） ，对任意 RAM 寄存器进行读 操作可获取当前参数和运行状态数据。
基于振弦式传感器的检测模块设计
基于振弦式传感器的检测模块设计刘亮平【摘要】阐述了振弦式传感器激振和拾振电路设计,设计了一款高精度、多功能的检测模块.现场实际使用表明,该检测模块具有很高的测量精度和稳定性,而且成本低、扩展性好,非常适合大体积建筑结构的长时间动态测量,具有很高的应用价值.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】3页(P22-24)【关键词】振弦式传感器;激振电路;检测模块【作者】刘亮平【作者单位】煤炭科学研究总院建井研究分院,北京 100013;北京中煤矿山工程有限公司,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TD326+.2振弦式传感器根据测量的物理量不同，分为多种传感器，包括应力、应变传感器等。
随着物理量的变化，其输出频率也产生变化，二者之间存在一定的关系[1]。
根据输出频率，可以计算出物理量的值。
振弦式传感器结构简单，输出频率信号，使用维护方便，精度高，长期稳定性好，广泛应用于大坝、桥梁以及一些大体积混凝土结构检测领域，用来测量被测物的应力、应变等物理量[2]。
振弦式传感器根据其结构，分为单线圈式和多线圈式2种类型[3]。
单线圈式传感器的激发与检测分时进行，输入感应电压与输出激发电流完全隔离开，互不影响，有效避免了相互之间的干扰。
该结构传感器体积较小，操作简单，电压式传感器设计主要针对该结构传感器进行。
振弦式传感器区别于其他传感器。
若要测量其输出信号，首先要使其起振，也就是说要对传感器弦进行激振，激振方法有高压拨弦和低压扫频2种[4]。
高压拨弦需要利用高频变压器和倍频电路来对激振电源进行升压，产生高压脉冲信号，使传感器振动，高压信号峰值电压需100 V以上。
该方法激振可靠，测量周期短，但也存在一定的缺点：传感器被施加高压脉冲后，属于强迫振动，精度不高；另外，传感器长期在高压下工作，会影响传感器的使用寿命。
低压扫频激振技术是应用比较广泛的一种方法。
其原理就是用1个频率可调的信号去激振传感器线圈，当信号频率和传感器振弦的固有频率一致或相接近时，传感器迅速起振[5]，此时线圈中产生的感应电动势频率即为被测频率。
MCU32数据采集说明书
GT-MCU-32分布式自动测量单元说明书南京基泰土木工程仪器有限公司NANJING GEOT CIVIL ENGINEERING INSTRUMENTS CO.，LTD目录一、MCU-32的工程特点 (1)二、MCU-32简要介绍 (2)三、MCU-32结构 (4)四、MCU-32工作流程 (5)五、MCU-32不同类型传感器接入端子定义 (6)六、振弦测量模块主要性能指标 (8)七、水文测量模块主要性能指标 (11)八、UI测量模块主要性能指标 (12)九、注意事项 (13)十、相关说明 (14)十一、安装与使用 (15)十二、设置菜单 (17)十三、故障与对策 (21)十四、整机主要技术指标 (22)十五、维护和保养 (23)附件1：MCU-32与主站的通信命令 (24)附件2：MCU-32展开图 (33)一、MCU-32的工程特点GT-MCU-32分布式自动测量单元（以下简称MCU-32）是一种通用型的安全监测仪器，主要用于房屋、桥梁、隧道、水库大坝、边坡等安全监测，采用了独特的技术手段，使得其与同类仪器相比可靠性和精度都有显著提高，中文操作界面更便于使用，特别是在振弦式仪器测量方面，MCU-32更是具有同类仪器无法比拟的优点，主要表现为：1、激励波形采用正弦波、双向激励，不需要区分传感器的正负极，单向激励造成线圈磁化的剩磁现象也彻底解决了，如图1（A）所示，激励1和激励2振幅相同，相位相反，分别施加于振弦传感器的两极。
MCU-32的正弦激励法不仅使激励频谱纯净，而且由于采用了双向驱动，同样的工作电源电压下可以获得2倍的激励电压，激励功率更是提高到4倍。
图1（A）MCU-32激励波形图1（B）同类仪器激励波形2、极强的干扰抑制能力，特别适用于恶劣环境下的数据采集，图2为MCU-32输入信号中混入50Hz工频干扰的情况，测试时在100米的电缆屏蔽层与系统地之间施加50Hz/8V~信号来模拟传感器受到强烈干扰的情况，波形1是MCU-32输入端波形，左侧细密部分为激励施加时的波形，平缓部分为激励停止后测到的50Hz 工频干扰，干扰幅度约为1V pp ，波形2为经过3000倍放大后的输出波形，可以看到虽然50Hz 干扰仍叠加在信号上，但信号放大器仍然正常工作，经过软件分析后仍然可以测量传感器的测值，只是误差略有增加而已！如果没有干扰抑制功能，这个干扰信号将放大到3000V pp （饱和），根本无法识别信号。