本發(fā)明涉及一種振弦式傳感器測(cè)讀儀，屬于工程測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
振弦式傳感器是一種將其它物理量，比如壓強(qiáng)、扭矩等，轉(zhuǎn)化為頻率的傳感器。振弦式傳感器直接輸出的是振弦的振蕩頻率信號(hào)，因此具有抗干擾能力強(qiáng)、受電參數(shù)影響小、性能穩(wěn)定可靠、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，從而在工程上得到了廣泛的應(yīng)用。振弦式傳感器的工作過(guò)程是：先使其激振，再接收其返回的頻率信號(hào)，測(cè)取諧振頻率，最后經(jīng)由標(biāo)定公式運(yùn)算以獲取要測(cè)量的對(duì)應(yīng)物理量。目前用于測(cè)量振弦式傳感器的測(cè)讀儀只能簡(jiǎn)單地測(cè)量頻率，或者輔以測(cè)量溫度來(lái)進(jìn)行校正，比如申請(qǐng)公布號(hào)為CN102426052A的發(fā)明專利。然而測(cè)量者真正關(guān)心的并不是直接測(cè)量所得的頻率值以及溫度值，而是以此推算出的物理量值。因而，測(cè)量人員往往還需要紙筆記錄下測(cè)量值，查參數(shù)表獲取相應(yīng)參數(shù)，再利用標(biāo)定公式運(yùn)算，最終獲得所需物理量值。然而，在一項(xiàng)工程中，往往有上百個(gè)傳感器，并且?guī)缀趺刻於夹枰坏蕉螠y(cè)量，因而這種測(cè)量方式會(huì)消耗大量的時(shí)間和精力。此外，現(xiàn)有的工具不能有效管理設(shè)有大量測(cè)量點(diǎn)的大規(guī)模工程的測(cè)量。公告號(hào)為CN102401692A的發(fā)明專利在多測(cè)量點(diǎn)的工程上為每一測(cè)量點(diǎn)設(shè)置了單獨(dú)通道，但是通道數(shù)目有上限。而且，測(cè)量上所用到的振弦式傳感器組成的參數(shù)表和測(cè)量記錄，往往存儲(chǔ)在紙質(zhì)表格或者計(jì)算機(jī)電子表格上，與測(cè)讀儀分離，無(wú)法在測(cè)量時(shí)查閱分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種振弦式傳感器測(cè)讀儀，目的在于利用振弦式傳感器實(shí)時(shí)直接測(cè)取物理量值，并可用于大型工程測(cè)量中對(duì)傳感器和測(cè)量記錄進(jìn)行管理。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種振弦式傳感器測(cè)讀儀,包括以單片機(jī)為控制中心的數(shù)據(jù)采集終端和上位 機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集終端，包括激振電路、信號(hào)放大整形電路、溫度采集電路、單片機(jī)和信號(hào)傳輸電路；所述激振電路，采用高壓的方法使振弦式傳感器產(chǎn)生諧振，優(yōu)選的高壓為120V；所述信號(hào)放大整形電路，將振弦式傳感器輸出的頻率信號(hào)放大并整形；所述溫度采集電路，測(cè)量帶有溫度修正的振弦式傳感器的負(fù)特性熱敏電阻的阻值，并向單片機(jī)輸出A/D采樣后的阻值數(shù)據(jù)；所述單片機(jī)內(nèi)置有頻率測(cè)量模塊和溫度測(cè)量模塊，用于控制激振電路、采集信號(hào)放大整形電路輸出的信號(hào)和溫度采集電路輸出的信號(hào)，并計(jì)算得到所測(cè)溫度和頻率值；所述信號(hào)傳輸電路，將所述單片機(jī)計(jì)算得到的所測(cè)溫度和頻率值數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)；所述上位機(jī)內(nèi)置工程管理模塊。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的單片機(jī)內(nèi)置的頻率測(cè)量模塊，工作步驟如下：(1)單片機(jī)初始化，包括外部中斷的初始化、定時(shí)器的初始化和外設(shè)接口的初始化；(2)設(shè)定自動(dòng)調(diào)檔共M個(gè)檔位，從小到大依次為N1,N2,...,NM；設(shè)定最小計(jì)數(shù)閾值為nr，設(shè)定計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)時(shí)間間隔Tc；(3)初始化當(dāng)前檔位序號(hào)i＝1，檔位值為Ni；(4)單片機(jī)控制高壓發(fā)生電路產(chǎn)生高壓，激振振弦式傳感器；(5)信號(hào)放大整形電路，將振弦式傳感器輸出的頻率信號(hào)放大并整形，獲得被測(cè)方波信號(hào)；(6)打開(kāi)單片機(jī)外部中斷和計(jì)時(shí)器，中斷采用邊緣觸發(fā)方式，方波信號(hào)上升沿或下降沿觸發(fā)中斷，中斷計(jì)數(shù)器開(kāi)始對(duì)被測(cè)方波信號(hào)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，值為N；計(jì)時(shí)器開(kāi)始對(duì)時(shí)間間隔Tc計(jì)數(shù)，值為n；(7)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到N＝Ni+1，即第Ni+1次外部中斷時(shí)，關(guān)閉計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器；此時(shí)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值為n，即總計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)為nTc；(8)判斷計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值n和最小計(jì)數(shù)閾值nr的大小，若n小于nr，則進(jìn)入步驟(9)，否則進(jìn)入步驟(10)；(9)調(diào)大檔位序號(hào)，即i＝i+1，改變相應(yīng)檔位值為Ni，轉(zhuǎn)步驟(6)；(10)計(jì)算被測(cè)頻率其中N為被測(cè)方波信號(hào)周期的計(jì)數(shù)值，Tc為設(shè)定的單片機(jī)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)時(shí)間間隔，n為單片機(jī)計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)值。所述的單片機(jī)內(nèi)置的溫度測(cè)量模塊，工作步驟如下：(1)負(fù)特性熱敏電阻的電阻值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路輸入到單片機(jī)；(2)由擬合公式獲得溫度值其中R為實(shí)測(cè)熱敏電阻阻值，參數(shù)A、B、C依靠溫度阻值對(duì)照表擬合獲得。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的上位機(jī)內(nèi)置的工程管理模塊，其工作步驟如下：(1)創(chuàng)建工程；(2)創(chuàng)建參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)庫(kù)；所述參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)已知參數(shù)，每條記錄包含傳感器編號(hào)、傳感器標(biāo)定頻率系數(shù)K、傳感器標(biāo)定頻率模數(shù)初值F0、傳感器標(biāo)定溫度修正系數(shù)b、傳感器標(biāo)定溫度初值T0、振弦式傳感器的振弦數(shù)目、熱敏電阻標(biāo)稱阻值；所述實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存和查看測(cè)量所獲數(shù)據(jù)，每條記錄包括傳感器編號(hào)、實(shí)測(cè)頻率、實(shí)測(cè)頻率模數(shù)值、實(shí)測(cè)溫度值、實(shí)測(cè)物理量值、測(cè)量時(shí)間、附注信息；(3)打開(kāi)工程，選擇所需功能：若選擇“測(cè)量”功能，則進(jìn)入步驟(4)-(8)；若選擇“查看歷史記錄”功能，則進(jìn)入步驟(9)-(10)；若選擇“參數(shù)表維護(hù)”功能，則進(jìn)入步驟(11)-(12)；(4)進(jìn)入測(cè)量界面，選取所測(cè)振弦式傳感器的編號(hào)；(5)讀取單片機(jī)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)測(cè)頻率值f和實(shí)測(cè)溫度值T，并計(jì)算頻率模數(shù)值F＝f2/1000；(6)根據(jù)傳感器編號(hào)查找參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取振弦式傳感器參數(shù)，包括：傳感器標(biāo)定頻率系數(shù)K、傳感器標(biāo)定頻率模數(shù)初值F0、傳感器標(biāo)定溫 度修正系數(shù)b、傳感器標(biāo)定溫度初值T0；(7)由振弦式傳感器的標(biāo)定公式P＝K(F-F0)+b(T-T0)計(jì)算相應(yīng)物理量的值，其中，K是傳感器標(biāo)定頻率系數(shù)、F0是傳感器標(biāo)定頻率模數(shù)初值、b是傳感器標(biāo)定溫度修正系數(shù)、T0是傳感器標(biāo)定溫度初值、F為實(shí)測(cè)頻率模數(shù)值和T代表實(shí)測(cè)溫度；(8)測(cè)量記錄保存到實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)庫(kù)中；(9)選擇記錄文件；(10)顯示記錄文件；(11)打開(kāi)參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)；(12)添加或修改參數(shù)表。與現(xiàn)有技術(shù)方案相比較，本發(fā)明有以下的優(yōu)點(diǎn)：1、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，測(cè)頻范圍寬。采用新的測(cè)頻方案，按信號(hào)頻率自適應(yīng)調(diào)整測(cè)頻檔位，可獲得更高的測(cè)頻分辨。2、測(cè)量物理量的自動(dòng)運(yùn)算顯示。在建立工程時(shí)可同時(shí)創(chuàng)建參數(shù)表，從而在測(cè)量過(guò)程中，顯示頻率、頻率模數(shù)以及溫度值的同時(shí)，在上位機(jī)上實(shí)時(shí)運(yùn)算并顯示所測(cè)的相應(yīng)物理量值。3、完整的數(shù)據(jù)信息。每一條數(shù)據(jù)都含有點(diǎn)號(hào)、傳感器類型、測(cè)量參數(shù)、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量值與運(yùn)算所得物理量值等信息，數(shù)據(jù)全面，并能有效地體現(xiàn)物理量的變化過(guò)程。4、高效的數(shù)據(jù)管理。依靠數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以高效統(tǒng)一地管理大規(guī)模工程上各測(cè)量點(diǎn)的傳感器參數(shù)，精準(zhǔn)地查詢測(cè)量數(shù)據(jù)，并可對(duì)數(shù)據(jù)條目刪除及修改校正。附圖說(shuō)明圖1、本發(fā)明所述一種振弦式傳感器測(cè)讀儀的結(jié)構(gòu)圖；圖2、本發(fā)明所述單片機(jī)內(nèi)置的頻率測(cè)量模塊流程圖；圖3、本發(fā)明所述上位機(jī)內(nèi)置的工程管理模塊的流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。實(shí)施例1、如圖1所示，本發(fā)明所述一種振弦式傳感器測(cè)讀儀，包括以單片機(jī)為控制中心的數(shù)據(jù)采集終端A和控制測(cè)量及處理數(shù)據(jù)的上位機(jī)B，數(shù)據(jù)采集終端與上位機(jī)通過(guò)串口通信協(xié)議進(jìn)行通信。所述的以單片機(jī)為控制中心的采集終端包括單片機(jī)1、激振電路2、信號(hào)放大整形電路4、溫度采集電路5和信號(hào)傳輸電路6；所述單片機(jī)1選用MSP430F148芯片，可有效地降低功耗。所述激振電路2含有高壓發(fā)生電路和由可控硅組成的放電網(wǎng)絡(luò)，采用高壓激振的方式激振工程現(xiàn)場(chǎng)安裝的振弦式傳感器3。優(yōu)選的測(cè)量周期為1.5s：其中1s提供給高壓發(fā)生電路，使其有足夠時(shí)間產(chǎn)生高壓，優(yōu)選高壓為120V；余下的0.5s控制放電電路放電產(chǎn)生高壓脈沖使振弦式傳感器起振。所述信號(hào)放大電路4是由集成運(yùn)算放大器組成的濾波放大網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)振弦式傳感器的激振反饋信號(hào)進(jìn)行超高倍放大，輸出方波信號(hào)。所述溫度采集電路5采集負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的A/D采樣值。所述信號(hào)傳輸電路6是上位機(jī)和單片機(jī)的通信接口，由PL2303HXD芯片將串行信號(hào)從TTL形式轉(zhuǎn)換為USB信號(hào)，采用串口協(xié)議傳輸采集的數(shù)據(jù)，包括所測(cè)頻率值和溫度值。所述的單片機(jī)內(nèi)置頻率測(cè)量模塊和溫度測(cè)量模塊。所述的單片機(jī)內(nèi)置的頻率測(cè)量模塊，如圖2所示，工作步驟如下：(1)單片機(jī)初始化，包括外部中斷的初始化、定時(shí)器的初始化和外設(shè)接口的初始化；(2)設(shè)定自動(dòng)調(diào)檔5個(gè)檔位，分別為：檔N1＝120、檔N2＝240、檔N3＝480、檔N4＝975和檔N5＝1980，對(duì)應(yīng)的測(cè)頻范圍分別為：350～610.3Hz、610～1220.7Hz、1220～2441.4Hz、2440～4959.1Hz和4959～8000Hz。設(shè)定計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)時(shí)間間隔Tc，優(yōu)選1us，設(shè)定最小計(jì)數(shù)閾值為nr，參考計(jì)數(shù)值為0x30000(十六進(jìn)制數(shù))；(3)初始化當(dāng)前檔位號(hào)i＝1，相應(yīng)的檔位值為120；(4)單片機(jī)控制高壓發(fā)生電路產(chǎn)生高壓，激振振弦式傳感器；(5)信號(hào)放大整形電路，將振弦式傳感器輸出的頻率信號(hào)放大并整形， 獲得被測(cè)方波信號(hào)；(6)打開(kāi)單片機(jī)外部中斷和計(jì)時(shí)器，中斷采用邊緣觸發(fā)方式，方波信號(hào)上升沿或下降沿觸發(fā)中斷，中斷計(jì)數(shù)器開(kāi)始對(duì)被測(cè)方波信號(hào)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，值為N；計(jì)時(shí)器開(kāi)始對(duì)時(shí)間間隔Tc計(jì)數(shù)，值為n；(7)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到N＝Ni+1，即第Ni+1次外部中斷時(shí)，關(guān)閉計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器。此時(shí)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值為n，即總計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)為nTc；(8)比較計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值n和最小計(jì)數(shù)閾值nr＝0x30000(十六進(jìn)制數(shù))的大小，若n小于nr，則進(jìn)入步驟(9)，否則進(jìn)入步驟(10)；(9)調(diào)大檔位序號(hào),即i＝i+1，改變相應(yīng)檔位值為Ni，轉(zhuǎn)步驟(6)；(10)計(jì)算被測(cè)頻率其中N為被測(cè)方波信號(hào)周期的計(jì)數(shù)值，Tc為設(shè)定的單片機(jī)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)時(shí)間間隔，n為單片機(jī)計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)值。所述的單片機(jī)內(nèi)置的溫度測(cè)量模塊，工作步驟如下：(1)負(fù)特性熱敏電阻的電阻值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路輸入到單片機(jī)；(2)由擬合公式獲得溫度值其中R為實(shí)測(cè)熱敏電阻阻值，參數(shù)A、B、C依靠溫度阻值對(duì)照表擬合獲得。所述上位機(jī)B是帶有OTG功能的Android平板電腦。上位機(jī)內(nèi)置的工程管理模塊，是基于Android智能系統(tǒng)的應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫(kù)管理采用的是Android系統(tǒng)中嵌入的SQLite核心模塊。所述的上位機(jī)內(nèi)置的工程管理模塊，如附圖3所示，其工作步驟如下：(1)創(chuàng)建工程；(2)創(chuàng)建參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)庫(kù)；所述參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)已知參數(shù)，每條記錄包含傳感器編號(hào)、傳感器標(biāo)定頻率系數(shù)K、傳感器標(biāo)定頻率模數(shù)初值F0、傳感器標(biāo)定溫度修正系數(shù)b、傳感器標(biāo)定溫度初值T0、振弦式傳感器的振弦數(shù)目、熱敏電阻標(biāo)稱阻值；所述實(shí)測(cè)值 數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存和查看測(cè)量所獲數(shù)據(jù)，每條記錄包括傳感器編號(hào)、實(shí)測(cè)頻率、實(shí)測(cè)頻率模數(shù)值、實(shí)測(cè)溫度值、實(shí)測(cè)物理量值、測(cè)量時(shí)間、附注信息；(3)打開(kāi)工程，選擇所需功能：若選擇“測(cè)量”功能，則進(jìn)入步驟(4)-(8)；若選擇“查看歷史記錄”功能，則進(jìn)入步驟(9)-(10)；若選擇“參數(shù)表維護(hù)”功能，則進(jìn)入步驟(11)-(12)；(4)進(jìn)入測(cè)量界面，選取所測(cè)振弦式傳感器的編號(hào)；(5)讀取單片機(jī)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)測(cè)頻率值f和實(shí)測(cè)溫度值T，并計(jì)算頻率模數(shù)值F＝f2/1000；(6)根據(jù)傳感器編號(hào)查找參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取振弦式傳感器參數(shù)，包括：傳感器標(biāo)定頻率系數(shù)K、傳感器標(biāo)定頻率模數(shù)初值F0、傳感器標(biāo)定溫度修正系數(shù)b、傳感器標(biāo)定溫度初值T0；(7)由振弦式傳感器的標(biāo)定公式P＝K(F-F0)+b(T-T0)計(jì)算相應(yīng)物理量的值，其中，K是傳感器標(biāo)定頻率系數(shù)、F0是傳感器標(biāo)定頻率模數(shù)初值、b是傳感器標(biāo)定溫度修正系數(shù)、T0是傳感器標(biāo)定溫度初值、F為實(shí)測(cè)頻率模數(shù)值和T代表實(shí)測(cè)溫度；(8)測(cè)量記錄保存到實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)庫(kù)中；(9)選擇記錄文件；(10)顯示記錄文件；(11)打開(kāi)參數(shù)表數(shù)據(jù)庫(kù)；(12)添加或修改參數(shù)表。實(shí)施例2、如實(shí)施例1所述的一種振弦式傳感器測(cè)讀儀，其區(qū)別在于，所述的上位機(jī)B選用有藍(lán)牙通訊方式的Android智能手機(jī)，所述的測(cè)量終端A設(shè)有藍(lán)牙通信模塊，由電池方式供電。