钢弦式传感器智能测频系统技术方案

本发明专利技术涉及一种钢弦式传感器智能测频系统，其采用微电脑测频，测量结果准确，能将各测量值所对应的物理量计算并显示出来或以报表形式打印输出，大大减轻了测量振弦式传感器输出频率的工作强度，有效提高了测量工作效率。本发明专利技术包括手持式测频仪，手持式测频仪通过通信电缆与计算机连接，手持式测频仪包括单片机，单片机上连有激振电路和检测电路，单片机并分别与数据存储器、控制键盘和显示屏连接。单片机内部固化程序包括测量模块、计算模块、巡回模块、上翻模块、下翻模块、前翻模块、后翻模块、显示模清零模块、通信模块。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量频率的仪器系统，尤其是涉及一种钢弦式传感器智能测频系统。
技术介绍
振弦式传感器因制造工艺所致，其产品性能参数离散性很大，每个传感器都必须单独标定，得出一组基本上是唯一的性能参数(重复的概率极低)。这对使用者来说是一件非常麻烦的事。因为在使用时，必须分清每一个传感器及其所对应的测量值，然后将每个传感器的特性参数和测量值代入其标定公式进行计算，才能得到所需的物理量；如果所测传感器不是一个种类，则所用公式也不一样。假设一个工地上有上百个传感器，那么全部测量一次的劳动强度可想而知。目前，用于测量振弦式传感器输出频率的测量仪器(简称测频仪)多是只能测量频率的简单仪器。用这种测频仪测量时，测量人员必须带笔带纸，随时记录每一个传感器的测量值，然后将测量值代入标定公式，手工计算出所对应的物理量，在使用中很不方便。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种钢弦式传感器智能测频系统，其采用微电脑测频，测量结果准确，能将各测量值所对应的物理量计算并显示出来或以报表形式打印输出，大大减轻了测量振弦式传感器输出频率的工作强度，有效提高了测量工作效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种钢弦式传感器智能测频系统，其特殊之处在于包括手持式测频仪，手持式测频仪通过通信电缆与计算机连接。上述手持式测频仪包括单片机，单片机上接有激振电路和检测电路，单片机并分别与数据存储器、控制键盘和显示屏连接。上述单片机内部固化程序包括测量模块、计算模块、巡回模块、上翻模块、下翻模块、前翻模块、后翻模块、显示模清零模块、通信模块。上述单片机中测量模块的工作步骤包括①判断是否测量过，如果没有，则继续判断是否单点测量，如果是，调出测量函数；②如果传感器有信号，则存贮测量值，显示测量结果；③如果是巡回测量，则输出第i个测量点地址，测量第i个点频率，然后存贮和显示。上述单片机中计算模块的工作步骤包括①计算并显示物理量；②如果是拉力，则拉力标志复位并显示；③如果是压力，则压力标志显示；④返回频率显示。上述单片机中巡回模块的工作步骤包括①单点标志位取反；②如果是巡回测量，则显示巡回测量标志；③在显示区巡回显示，等待确定键按下；④按下确定键确定。上述单片机中通信模块的工作步骤包括①确定接收传感器个数N；②如接收，发出接收信号，接收第i个传感器参数并存入存贮器；③将存贮器中的数据存入i号地址；④请求下一个传感器参数。⑤将步骤②至步骤④循环N次。⑥如果发送，发出发送信号，从存贮器中取出第i个传感器的测量数据；⑦发送测量数据；⑧将步骤⑥至步骤⑦循环N次。上述单片机中上翻与下翻模块的工作步骤包括①上翻时判断是否是第一批，下翻时判断是否是最后一批；②如均不是，则上翻时批次减一，下翻时批次加一，如是则中断返回；③上翻时显示上一个批次的数据，下翻时显示下一个批次的数据。上述单片机中前翻与后翻模块的工作步骤包括①前翻时判断是否是第一点，后翻时判断是否是最后一点；②如均不是，则前翻时序号减一，后翻时序号加一，如是则中断返回；③前翻时显示前一个传感器的数据，后翻时显示后一个传感器的数据。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下●测量结果准确。采用微电脑测频，误差为±1Hz。●数据保存长久。测量结果可以长期保存(100年)。●存储性能可靠。存储器擦写次数达100万次。●测量方式多样。可单点手动测量，亦可任意选择1～64个点(传感器)自动巡回测量。●数据存储量大。可连续测量并保存99个测量点的10次不同时间的测量结果。●测量存储方便。可随时重复测量任意一传感器的频率并保存，自动覆盖原来的结果。●查看结果便捷。可随意查看任意一点、任意一次的测量结果。●信息显示全面。可同屏显示提示字符、测量结果、物理量、测量批次、测量序号和传感器编号。●可自动清除存储器内容。●可显示每一个测量结果所对应的物理量值。●可将测量结果传送给PC计算机。●可通过PC计算机将传感器参数传送给测频仪。●利用EXCEL软件，可对测量结果进行数据处理、分析和各种报表输出(图表、曲线图、直框图等)。●可查看所储存的每个传感器的计算参数(型号、K值、A值和初频)。●使用方便可靠。采用高品质薄膜轻触开关，操作方便，手感舒适，性能可靠。●音响辅助提示。具有蜂鸣提示音。●外型美观大方。采用流行的仪表色，尽显时尚、典雅之风采。●体积小耗电省。长、宽、高的尺寸为164×90×32mm。静态工作电流仅为35mA，功耗约为175mW。四附图说明图1为测频仪的外形图；图2为测频仪的顶部外形图；图3为测频系统框图；图4为测频系统电路原理图；图5为测频系统主程序模块图；图6为通信模块程序流程图；图7为测量模块程序流程图；图8为前翻模块程序流程图；图9为后翻模块程序流程图； 图10为显示模块程序流程图；图11为清零模块程序流程图；图12为计算模块程序流程图；图13为巡回模块程序流程图；图14为上翻模块程序流程图；图15为下翻模块程序流程图；图16为PC机程序流程图；图17为开机测试图；图18为清零完毕界面图；图19为正常测量界面图。图20为系统界面图。五具体实施例方式本专利技术的设计思路是用单片机和外围电路构成手持式智能测频仪(与普通测频仪的主要区别是具有储存、计算数据和通信功能)，测频仪内固化有各种传感器的物理量与频率的标定公式；在PC计算机上编制一套数据处理和通信软件；使用时，先把要测量的所有传感器的特性参数键入PC机数据处理系统中的表格，然后利用PC机串口将数据传入测频仪，这时，测频仪就可对传感器进行测量，并将测量值直接代入相应的公式，从而计算出并显示所对应的物理量。如果不想在测频仪上直接读出物理量，就不需要将传感器参数传入测频仪，而是将测频仪中储存的测量数据传送给PC机，由PC机进行数据处理，将各测量值所对应的物理量计算并显示出来或以报表形式打印输出。本专利技术的测量原理振弦式传感器的测量方法主要有比较法和直读法两种。比较法是利用测量电路中的标准频率发生器产生频率可调的标准信号，测量时，不断调整标准信号频率，通过从示波器看李沙育图形或利用耳机听谐振声或从差频指示器中看电流表指零等方式判断标准频率与测量频率相等，则此时的标准频率就是测量频率。直读法是通过测频仪器直接将传感器输出的正弦电压信号的频率计算出来，然后通过数字表头或模拟表头进行显示。早期的测量多采用比较法，而现在一般都采用直读法。振弦式传感器要想输出振荡信号首先必须被激励(振动)。为此，利用高频变压器产生高压脉冲激励钢弦使之振动。被激励的钢弦通过感应线圈将振动转换成自由衰减的正弦振荡电压信号从传感器中输出，其持续时间一般不大于1秒。检测电路将该振荡信号进行放大、整流并整形变成频率为原信号二倍的脉冲串信号。对脉冲串信号进行测频通常有两种方法，一种叫测周法，即测量两个脉冲之间的时间T(重复周期)，再利用f＝1/T算出频率；另一种是测频法，在给定的时间内(比如1秒钟)对脉冲串计数，计数结果就是脉冲串频率。振弦式传感器的工作频率一般在1kHz～5kHz之间，而测周法适合于低频测量，所以，本系统采用测频法，用单片机产生精确的测量定时中断，在0.5秒内对检测电路输出的脉冲串进行计数，最后算出传感器的信号频率。为了提高精度，在检测电路中还加了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢弦式传感器智能测频系统，其特征在于：包括手持式测频仪，手持式测频仪通过通信电缆与计算机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫钢，陈建勋，张殿成，张凤梅，顾安全，
申请(专利权)人：张卫钢，张殿成，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]