河北穩控科技VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定

運用采集到的若干信號樣本數據， 首先估算得到一個頻率值，稱為“ 偽頻率值” ；然后在模塊異常數據剔除算法模型中， 以寄存器 CAL_PAR1 的值作為主要判定參數， 每個采樣值與偽頻率值進行運算，將不符合要求的異常數據進行剔除， 剩余數據被認定為“ 優質” 樣本； 原始樣本標準差、 優質樣本標準差分別保存于寄存器 SIG_STD.[15:8]和 SIG_STD.[7:0]中， 優質樣本數量更新到寄存器 HQ_COUNT 中， 優質樣本質量評定值保存于寄存器 SMP_QUA 中，最終的傳感器頻率值和頻模值分別更新到寄存器 S_FRQ 和寄存器 F_REQM。 當剩余“ 優質” 樣本數量低于CAL_PAR2 限制或標準差過大時，本次測量樣本質量評結果強制為 0%。

VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定

RD_COUNT 是組合參數寄存器，包含了預期采樣數和采樣超時兩個參數， RD_COUNT.[8:0]規定了預期的采樣數量， RD_COUNT.[15:9]定義了采樣超時時長，若采樣過程中超過此時間時仍未完成預期數量的采樣，則強制結束采樣過程。 采樣超時時長單位為 100ms， 參數取值范圍為 1~127
（即：最大超時長可以為 127*100ms=12.7 秒）， 當超時長設置為 0 時，使用默認超時時長 1000ms。
AMP.[11:8]定義了采樣完成后再次采樣幾次。若設置了非 0 值，則會在完成了上述指定數量的信號采樣后再重復 n 次，最終的頻率值會是多次采樣的平均值。這個功能可以最大限度的采樣最多的信號，使最終的頻率精度更加精準。

VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定

VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定

信號綜合質量： 樣本質量用百分數表示， 一般情況下， 樣本質量為 50%及以上時的頻率值能夠代表傳感器真實的頻率，低于 50%則認為頻率值可信度較差或不可信，在模塊使用過程中，盡量使用樣本質量在 75%以上的頻率值做為最終結果。
SFC 頻率誤差是指 SFC 方法計算得到的頻率值（寄存器 SFC_FRQ）的誤差范圍，單位為 0.1Hz。
例如： 38 表示當前 SFC 頻率值的誤差范圍為正負 3.8Hz。

VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定

S_FRQ 寄存器頻率和 SFC 頻率的區別
S_FRQ 寄存器頻率是推薦讀取并使用的頻率值，精度較高，但當信號未達到預定要求時會強制為0，另外， S_FRQ 頻率計算過程中無法區分出傳感器信號中夾雜的幅值較大的干擾雜散信號，在一些極端條件產生時可能計算得到錯誤頻率（概率很低）； SFC 頻率值是一個信號分析預估值，抗干擾能力很強， 通常情況下總能代表傳感器的正確頻率，但相對于 S_FRQ 寄存器中的頻率值而言，這個值有一定的誤差。
當 CAL_PAR2[15]設置為 1 時，模塊會在 S_FRQ 計算結果為 0 時將 SFC 頻率填充到 S_FRQ 寄存器內，此時狀態寄存器 SYS_STA[8]置位為 1。

VM系列振弦采集模塊頻率計算與質量評定

讀取實時測量結果的頻率值時， 若測量值與傳感器標稱頻率相差過大時，應讀取運行狀態寄存器 SYS_STA.[5]， 判斷是否產生了頻率寄存器溢出，若 SYS_STA.[5]為 1， 真實的頻率值應等于(S_FRQ/10+6553.5)Hz。

優質樣本數量寄存器 HQ_COUNT（ 0x2B）
位 符號 值 描述 默認值
bit15:9 0 預留，暫未定義功能 0
bit8:0 0~300 采樣數據進行異常樣本剔除后剩余的樣本
數量。單位：0 個。

樣本標準差寄存器 SIG_STD（ 0x2A）
位 符號 值 描述 默認值
bit15:8 0~255 原始樣本標準差， 單位： Hz 0
bit7:0 0~255 優質樣本標準差， 單位： Hz 0

VM系列振弦采集模塊

當前頻率的數值可信度可由以下幾種方法來判斷：
（ 1） 平均信號幅值大于 60%， 優質樣本數量大于預期采樣數量的 50%且不低于 50 個，優質樣本評估值大于 80%。
（ 2） 優質樣本數量大于預期采樣數量的 50%且不低于 50 個，優質樣本評估值大于 80%。
（ 3）優質樣本評估值大于 80%。

審核編輯?黃昊宇
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