VM系列振弦傳感器讀數(shù)模塊常見問題

1、計(jì)算機(jī)無法與模塊通訊

應(yīng)通過以下步驟逐一排查問題

（1）觀察振弦模塊狀態(tài)燈是否正常閃爍，若不正常則應(yīng)基本斷定是模塊問題，此時(shí)應(yīng)嘗試

對(duì)模塊進(jìn)行出廠參數(shù)恢復(fù)。在高速測量時(shí)，因模塊“忙”而無暇響應(yīng)串口指令，也會(huì)造成通訊

不正常，此時(shí)可嘗試多次發(fā)送指令或恢復(fù)出廠參數(shù)。

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

平）。

（3）檢查模塊數(shù)字接口與計(jì)算機(jī) COM 接口三根線是否正確連接（RS485 接口時(shí)是兩根線）。

詳見“5.2 連接 VM 模塊”。

（4）檢查計(jì)算機(jī) COM 端口是否能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù)。將計(jì)算機(jī) COM 接口與模塊的物理連接斷

開，將計(jì)算機(jī)COM 接口的發(fā)送、接收兩管腳短接（RS232 的 DB9 接口應(yīng)是管腳 2 和 3），打開任

意一個(gè)串口調(diào)試工具，進(jìn)行任意數(shù)據(jù)的發(fā)送操作，若端口收發(fā)正常，則接收區(qū)會(huì)收到發(fā)送區(qū)發(fā)

送的內(nèi)容，如下圖示。

（5）嘗試不同的通訊速率。使用串口調(diào)試助手，接收區(qū)設(shè)置為“字符串（非16進(jìn)制顯示）”，

將COM 口設(shè)置為不同的通訊速率，保持模塊數(shù)字接口與計(jì)算機(jī) COM 口的物理連接，對(duì)模塊進(jìn)行

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

（6）恢復(fù)模塊出廠參數(shù)。將上位機(jī)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?qū)⒛K 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(dòng)信息。

2、傳感器頻率值不穩(wěn)定

以下均在出廠默認(rèn)參數(shù)前提下逐步排查問題，若修改過模塊參數(shù)則應(yīng)首先恢復(fù)出廠設(shè)置。

（1）觀察采樣質(zhì)量評(píng)定寄存器數(shù)據(jù)，若低于 90%則可基本認(rèn)定傳感器信號(hào)質(zhì)量較差，若質(zhì)

量很高則測量到的數(shù)據(jù)是真實(shí)的傳感器數(shù)據(jù)。

（2）切換至高壓激勵(lì)方法（默認(rèn)值），觀察激勵(lì)電壓值，激勵(lì)電壓應(yīng)為 100V 以上，若激勵(lì)

電壓低于此值，則應(yīng)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(yīng)為數(shù)百歐姆或幾千歐姆（通常為 500~600

Ω）。若電阻很小應(yīng)檢查傳感器是否短路，若電阻很大則應(yīng)檢查傳感器是否斷路（沒有真正連接

到模塊）。

（4）嘗試設(shè)置更高的激勵(lì)電壓（詳見“電源接口”“高壓激勵(lì)方法”等章節(jié)）。

（5）嘗試調(diào)整放大倍數(shù)電阻，使用更高的信號(hào)放大倍數(shù)。

（6）在交直流混合環(huán)境使用時(shí)，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(hào)的電源適配器，電源適配器會(huì)將交流串入振弦

信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)完全無法正常工作。

（8）使用更短的信號(hào)傳輸線（建議排查問題時(shí)使用不超過 50 米的信號(hào)傳輸線）。

（9）嚴(yán)禁傳感器信號(hào)線與其它帶電線路接觸（包括其它弱電或信號(hào)線）。下圖是振弦傳感

器線路單獨(dú)走線以及和其它弱電信號(hào)交叉走線對(duì)傳感器測量精度的對(duì)比。

上圖中，左側(cè)為不受其它信號(hào)干擾的測量結(jié)果，信號(hào)質(zhì)量97%，振弦頻率基本在小數(shù)點(diǎn)后

0.2Hz 跳動(dòng)，中間為振弦傳感器信號(hào)線與 5V 直流電線平行走線的測量結(jié)果，信號(hào)質(zhì)量下降為 80%

左右，數(shù)據(jù)跳動(dòng)最大達(dá)到1.5Hz，右側(cè)為將 5V 電線與振弦信號(hào)線纏繞的測量結(jié)果，數(shù)據(jù)跳動(dòng)最 大達(dá)到 5Hz。

另外，振弦傳感器的頻率變化也極易受到震動(dòng)的影響，若周邊有施工、大型車輛運(yùn)行，也會(huì)

造成測量值的波動(dòng)，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(jī)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(dòng)頻率與鋼弦的振動(dòng)幅度有關(guān)，振動(dòng)幅度越大時(shí)頻率越高（可能會(huì)偏差

1~2Hz），所以在傳感器使用過程中，應(yīng)使用相同的激勵(lì)方法、激勵(lì)電壓才能保證不同時(shí)間測讀

數(shù)據(jù)的可比性。

4、VMTool 通訊錯(cuò)誤

狀態(tài)欄提示“MODBUS 數(shù)據(jù)長度錯(cuò)誤：xx，xx”字樣。

這一問題通常是計(jì)算機(jī)配置較低或使用了接收數(shù)據(jù)機(jī)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(jí)和工業(yè)級(jí)模塊的主要區(qū)別

工業(yè)或民用等級(jí)主要區(qū)別在模塊的工作溫度范圍，民用級(jí)在0~65℃范圍內(nèi)可以基本保證測

量精度（低于0℃仍可工作，但精度會(huì)受較明顯的影響），工業(yè)級(jí)具有更高的測量精度且工作溫

度范圍更寬（

-40~85℃）。

遠(yuǎn)距離測量時(shí)注意事項(xiàng)

當(dāng)模塊與傳感器之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，建議使用屏蔽性能優(yōu)良的電纜進(jìn)行連接，電纜導(dǎo)線不低

于0.3 平方。信號(hào)線的質(zhì)量（尤其是屏蔽層）和現(xiàn)場布線會(huì)直接影響振弦傳感器的數(shù)據(jù)讀取，

當(dāng)兩方面條件均較理想時(shí)，傳感器信號(hào)線與采樣模塊距離可達(dá)數(shù)千米。導(dǎo)線電阻大小也會(huì)影響

到信號(hào)強(qiáng)弱，0.3 平方的線纜，每千米的電阻約為 70Ω，測量時(shí)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(huì)產(chǎn)生較大的分壓效應(yīng)，降低對(duì)線圈的有效激勵(lì)

信號(hào)幅值。測量傳感器熱敏電阻時(shí)，同樣存在上述導(dǎo)線電阻問題，導(dǎo)致測量到的電阻值偏大，溫

度值偏低（熱敏電阻是負(fù)溫度系數(shù)電阻器）。

為什么傳感器的頻率值越來越??？

連續(xù)激振時(shí)，傳感器頻率會(huì)有小幅降低，屬正?，F(xiàn)象（與鋼弦材料的力學(xué)特性有關(guān)），基本

在1~2Hz。

**為什么分辨率是0.1Hz 而精度可以達(dá)到 0.2Hz？ **

輸出頻率值分辨率為0.1Hz 是為了使用單個(gè) 16 位整數(shù)能夠表示 6000Hz 以內(nèi)的值，簡化數(shù)

據(jù)讀取，若采用保留兩位小數(shù)的輸出格式，16 位整數(shù)就會(huì)超限溢出，實(shí)際上模塊內(nèi)部是采用浮

點(diǎn)計(jì)算的，計(jì)算過程中的頻率分辨率遠(yuǎn)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(shù)精度僅可用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（如精度較高的信號(hào)發(fā)生器）來衡量，在實(shí)際連接傳

感器測量時(shí)，受到傳感器本身精度、現(xiàn)場走線干擾、信號(hào)傳輸衰減等多種因素影響，均會(huì)導(dǎo)致模

塊接收到的信號(hào)自身精度下降。一般來說，信號(hào)幅值低說明激勵(lì)不夠，采樣質(zhì)量差說明干擾較

多 。另外，頻率越低時(shí)測量精度越高，反之測量精度會(huì)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(shí)需要更長的

時(shí)間，應(yīng)根據(jù)實(shí)際頻率和期望采樣數(shù)量設(shè)置合理的采樣超時(shí)時(shí)長。

測量頻率（讀數(shù)速度）還能再高嗎？

目前模塊僅可實(shí)現(xiàn)最高20Hz 的讀數(shù)速度，對(duì)于絕大多數(shù)的應(yīng)用足夠了。高頻的數(shù)據(jù)采集一

般用于震動(dòng)測量，緣于振弦傳感器的測量原理，外界的震動(dòng)本身對(duì)傳感器就是一種干擾，故此

振弦傳感器僅適于測量靜態(tài)的力或位移等物理量而不不適合測量震動(dòng)，在工程應(yīng)用中，對(duì)于震

動(dòng)的測量應(yīng)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(shù)毫無應(yīng)用意義。

審核編輯：湯梓紅