振弦式传感器数据采集仪

一、产品简介

振弦式数据采集仪是一款振弦式传感器数据采集仪，该产品分为单通道（测量单个振弦传感器），负责完成振弦式传感器数据采集（包括渗压计、温度计等设备）。输出数据经过内部智能线性修正和温度补偿，满足了用户对产品高精度和高稳定性的需求，产品广泛应用于测量水库、江河、河流、湖泊等水体水位、压力和温度采集。

二、应用场景

水库、江河、河流、湖泊等水体水位、压力和温度采集；

三、振弦传感器原理

振弦式传感器的激振一般由一个电磁线圈（通常称磁芯）来完成。经过把各 种物理量转换为拉（压）力作用在钢弦上，改变钢弦所受的张力，在磁芯的激发下，使钢弦的自振频率随张力变化而变化。通过频率的变化可以换算出被测物理量的变化值。

四、产品概述

使用stm32为核心控制，振弦测量模块使用VM501，电源使用12V输入，经过DCDC输出8.5V的激励电压给振弦传感器起振，通过stm32单片机控制发送采集指令，实现VM51模块启动采集外接的振弦传感器，采集完成后，通过串口把采集的传感器信息发送出去，通过接不同的传感器，得到不同的信息，比如：压力、水位、温度等信息；

五、产品参数

1.输入电压：12V 1A直流电源供电；

2.一路振弦传感器采集接口；

3.一路串口对外发送数据；

4.一路LED工作指示灯，指示采集状态；

5.最大功率2W；

6.待机功耗小于0.1W；

7.尺寸：60.5mm x 48mm, 2层PCB设计，板厚1.6mm。

3D简介图

正面：

全部元器件都在正面，各功能块介绍如下图：

振弦传感器接口：

S+和S-接频率式传感器，测量频率；

T+和T-接PT100温度传感器，用于测量温度；

背面：

背面没有元器件

六、使用说明和教程

1、 在供电接口按照说明接入供电电源，串口接串口模块，连接电脑，电脑打开串口软件，使用16进制看数据。

2、上电后，10秒钟采集一次数据，采集数据LED指示灯会闪一次；

3、 本项目源码提供KEIL5 MDK版本，可直接下载编译通过。本项目源码的功能有以下内容：

提供完整的程序，编译编译下载即可，电路板上预留SW下载口，可以使用J-Link下载器进行下载；

4、 操作演示教程，可以查看下面第九点的视频演示；

七、备注

1、 本项目提供源码，可以用于二次开发；

2、 在BOM表中，有完整的元器件清单，大部分都可以在嘉立创商城上购买；

3 、源代码，程序说明，请在附件中下载；

4、电路板上预留SW下载口，可以使用J-Link下载器进行下载；

5、附件有VM501模块使用手册；

6、附件有VM501模块可以再某宝购买链接，名称：《VM501（标号U2）购买链接》；

7、整个采集模块成本预计200元；

8、注意：VM501模块出厂默认是连续工作模式，软件不可控，默认上电一直采集。考虑到采集可控制的问题，需要把VM501模块工作模式设置为单次工作模式（只有发送采集命令，VM501模块才会采集）。本设计为单次工作模式，如果不设置，无法上传测量的信息。具体设计方法可以联系VM501原厂或者查看附件中的数据手册，可以通过命令和上位机配置工作模式。

八、协议解析和计算

协议：

stm32向VM501模块发送单次测量指令：AA AB 01 13 69；

VM501模块开始完成 3 次测量，当完成后输出频率和温度测量结果数据：AA AB 01 13 34 3A 00 F5 CC，则当前测量到的频率值为(0x34*256+0x3A)/10=1337.0Hz，温度值为 24.5℃。

计算：

频率转压力：压力为P，频率为HZ，G为振弦传感器特征值；

未放入水前：P0=HZ0*HZ0/1000；

放入水后：P1=HZ1*HZ1/1000；

最终压力差值：P=P0-P1；

每个振弦传感器都有一个G值，出厂前固定的；

压力转水位：H为水位；

H= P*G/9.8；

计算公式网上有相关资料，这里只是简单描述；

九、演示视频：

下面为成品演示效果视频