GB-T 19705-2005 水文仪器信号与接口.pdf

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1、I C S 0 7 . 0 6 0一一 N 93看黔 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G B / T 1 9 7 0 5 -2 0 0 5 水 文 仪 器 信 号 与 接 口 G e n e r a l s p e c i f i c a t i o n o f s i g n a l s a n d i n t e r f a c e s f o r h y d r o l o g i c i n s t r u me n t s 2 0 0 5 - 0 3 - 0 2 发布2 0 0 5 - 0 8 - 0 1 实施 率 督 裳臀 瓣臀 蓬 臀 臀 暴 发 布 GB / T 1

2、 9 7 0 5 -2 0 0 5 月 q青 本标准与 G B / T 1 5 9 6 6 -1 9 9 5 水文仪器基本参数及通用技术条件 和 G B / T 1 9 7 0 4 -2 0 0 5 水文仪 器显示与记录 等标准在技术内容上相互协调一致 。 本标准是水文仪器基础性标准， 在有关技术要求上与 水文仪器记录与显示 相衔接。 本标准由水利部国际合作与科技司提出。 本标准由全国水文标准化技术委员会水文仪器分技术委员会（ T C 1 9 9 / S C l ) 归口。 本标准由南京水利水文 自动化研究所负责起草。 本标准主要起草人： 石明华 、 徐海峰 、 赵越。 标准下载网() G B

3、 / T 1 9 7 0 5 -2 0 0 5 水 文 仪 器 信 号 与 接 口 1 范围 本标准规定了水文仪器中传感器与显示、 记录或数传设备之间以及水文仪器与其他 自动化系统设 备之间的信号和接口的定义、 分类、 技术要求、 试验条件及方法 。 本标准适用于水文仪器中的各种类型的传感器、 显示及记录仪器、 数传设备 以及 自动化系统设 备等 。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件， 其随后所有 的修改单（ 不包括勘误的内容） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。

4、凡是不注 日 期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准。 G B / T 1 3 2 6 4 不合格品率的小批计数抽样检查程序及抽样表 G B / T 1 3 9 8 3 仪器仪表基本术语 G B 丁1 5 9 6 6 水文仪器基本参数及通用技术条件 G B / T 1 9 6 7 7 水文仪器术语及符号（ G B / T 1 9 6 7 7 -2 0 0 5 , I S O 7 7 2 : 1 9 8 8 , N E Q ) G B / T 5 0 0 9 5 水文基本术语和符号标准 S I . 6 1 水文 自 动测报系统规范 S L / T 1 0 2 -1 9 9 5 水文 自 动测报

5、系统设备基本技术条件 3 术语和定义 G B / T 1 3 9 8 3 , G B / T 1 5 9 6 6 , G B / T 5 0 0 9 5 , G B / T 1 9 6 7 7 , S L / T 1 0 2 , S L 6 1 确立的以及下列术语和定 义适用于本标准 。 3 . 1 信息i n f o r ma t i o n 以适合于通信、 储存或处理的形式来表示的知识或消息。本标准中信息的含义特指水文仪器测量 所得到的水文参数以及运行过程中的各种命令。 3 . 2 信号s i g n a l 可用其一种或多种特征量的变化来表示信息的物理现象。本标准中信号的含义特指水文仪器

6、中传 感器与显示、 记录或数传设备之间以及水文仪器与其他 自 动化系统设备之间相互传递的信息。 3 . 3 接 口i n t e r f a c e 两个或多个模块（ 或部件、 设备） 之间进行通讯的必要的硬件和相应的软件。接 口是模块（ 或部件、 设备） 之间共有的边界。本标准中接 口的含义特指水文仪器中传感器与显示、 记录或数传设备之间以及 水文仪器与其他设备（ 例如计算机） 之间的硬件和相应的软件 。 4 分类 4 . 1 信号分类 4 . 1 . 1 水文仪器信号按信息流向可分为输人、 输出两类 。传感器的测量输出信号即为显示、 记录或数 标准下载网() GB / T 1 9 7 0

7、5 -2 0 0 5 传设备的输人信号。 4 . 1 . 2 水文仪器信号按信源的作用机理可分为无源触点的通断信号和有源的电平（ 或电流） 信号两类。 例如 ： 流速仪输出的即为无源机械触点（ 丝） 的通断信号： 超声水位传感器输 出的即为有源的电平（ 或电 流） 信号。 4 . 1 . 3 水文仪器信号按信息的呈现形式可分为增量型和全量型两类 。例如： 翻斗式雨量计的输出信号 即为增量型 ； 4 m A -2 0 m A电流输出信号为全量型。 4 . 2 接口分类 4 . 2 . 1 水文仪器接口按功能可分为专用接口和符合相应标准的通用接口。 4 . 2 . 2 水文仪器接口按通讯方式可分为

8、串行接 口和并行接 口。 5 技术要 求 5 . 1 通用技术要求 5 . 1 . 1 传感器的输出信号（ 稳定状态） 在其规定的使用条件下应有唯一确定的量值含义， 并应符合各 自 产品标准规定的准确度指标要求。 5 . 1 . 2 传感器输出信号端的外部接插件， 其插入力 一 向应是唯一的， 并应根据需要具有防潮、 防沙尘、 防 盐雾 、 防水等结构或措施。 5 . 1 . 3 连续工作的智能式传感器以及输出电压（ 或电流） 信号的非智能式传感器 ， 其输出信号端应采取 抗干扰 、 防雷电措施 。 5 . 1 . 4 显示 、 记录或数传设备与传感器相连的接 口电路应能在规定的使用条件下，

9、正确无误地获取传 感器输出信号 ， 不应因传感器所处环境的变化（ 例如雨水浸润 、 水体含沙量大小等） 而受影响。 5 . 1 . 5 显示 、 记录或数传设备输人输出信号端的外部接插件 ， 其插人方向应是唯一的， 并应具有防潮、 防沙尘等结构措施。与多个不同类型传感器相连的显示、 记录或数传设备 ， 其输人信号端外部应采用不 同品种或规格的接插件 ， 并在相应位置加注标识。 5 . 1 . 6 连续工作的显示 、 记录或数传设备， 其输人信号接 口应采取抗干扰 、 防雷电措施 。 5 . 1 . 7 传感器的互换性： 显示、 记录或数传设备 与 某类型传感器相连使用时， 在未作任何调整的情况

10、下 （ 允许根据传感器出厂参数对显示 、 记录或数传设备进行参数的重新设置） ， 其输人信号接口应能与任一 同一型号的传感器相连并正常工作。 5 . 1 . 8 显示、 记录或数传设备的互换性： 传感器与显示、 记录或数传设备相连使用时， 在未作任何调整 的情况下， 应能与任一同型号的显示、 记录或数传设备相连并正常工作。 5 . 2 传感器 5 . 2 . 1 非智能式传感器 5 . 2 . 1 . 1 非智能式传感器的输出信号一般为机械触点（ 丝、 片） 的通断状态， 其接通状态的接触电阻应 不大于 0 . 5 d Z ； 其断开状态的绝缘电阻应不小于 5 Mn , 5 . 2 . 1 .

11、 2 非智能式传感器的输出信号若为 I I I或 C M( ) S电平信号， 应具备正逻辑电平输出， 也可增 加负逻辑电平输出。当使用产品标准规定的输出信号传输电缆时， 信号传输距离应不小于 1 0 0 m0 5 . 2 . 2 智能 式传感器 5 . 2 . 2 . 1 智能式传感器的输出信号应是以一定编码方式串行发送的数字式信号， 或是 4 m A -2 0 m 八 （ 或 1 V -5 V） 的模拟信号。当输出为数字式信号或 4 m A -2 0 m A的模拟信号 ， 并使用产品标准中规 定的输出信号传输电缆时， 信号传输跟离应不小于 1 0 0 m； 当输出为 1 V -5 V 的电压

12、信 号时信 号传输 距离应不小于 1 0 nn a 5 . 2 . 2 . 2 智能式传感器的接 口 应具有与配套使用的显示 、 记录或数传设备相同的接 口， 并以约定的通 标准下载网() GB / T 1 9 7 0 5 -2 0 0 5 讯协议进行信息交换 。 5 . 2 . 2 . 3 连接在总线式接口上的所有智能式传感器， 应有各自的类别编号和序号， 并应将其加载到各 自的输 出信号中。 5 . 2 . 2 . 4 连接到总线式接口上的智能式传感器的数量应符合总线技术条件， 总线上任一传感器的接人 与断开， 均应不影响其他连在总线上的传感器的正常工作。 5 . 2 . 2 . 5 传感

13、器输出信号接插件各引脚的定义一般宜与显示、 记录或数传设备相应传感器输人接 口 各 引脚定义相同。 5 . 3 显示、 记录或数传设备 5 . 3 . 1 输入信号与接 口 5 . 3 . 1 . 1 显示、 记录或数传设备应具备相应的输人信号接口与一个或多个传感器相连， 测量多个水文 参数的记录或数传设备应根据需要具备下列型式的接 口： 增量型输人信号接口， 可接翻斗式雨量计、 增量型水位计等 ； 并行输人信号接口， 可接全量型水位或全量型闸位计等； 模拟信号4 mA -2 0 m A或1 V - 5 V输人接口， 可接模拟信号输出的传感器； 总线接 口， 以便与智能式传感器相连 。 5 .

14、 3 . 1 . 2 具备多个输人信号接口的显示、 记录或数传设备， 在一个或多个输人信号接口未接人传感器 时， 应不影响设备的正常运行。 5 . 3 . 1 . 3 用于人工测读水文参数的显示设备， 其输入信号接 口可配置接 口选择开关和灵敏度调节 装置 。 5 . 3 . 1 . 4 显示、 记录或数传设备， 其输人信号接口应具有软硬件措施， 自动消除传感器输出信号中因机 械触点（ 丝、 片） 的瞬时抖动造成的不确定过渡状态， 或者 自动修正传感器输出信号在传输过程中引起的 电平跌落和波形畸变。这些措施应不影响传感器 的测量范围指标 以及传感器发讯部件机械触点 的 性能 。 5 . 3 .

15、 1 . 5 显示、 记录或数传设备可通过选通方式与多个同类型非智能式传感器相连， 分别取得各传感 器输出信号。 5 . 3 . 1 . 6 显示、 记录或数传设备可通过总线接口与多个同类型或不同类型的智能式传感器相连， 应能 在总线上以约定的通讯协议发送带有传感器类别编号和序号信息的各种操作命令 ， 从而取得各传感器 返回的响应信息和测量数据。宜优先选用标准的 R S - 4 8 5 , S D I - 1 2 等总线接 口。 5 . 3 . 1 . 7 显示、 记录或数传设备通过总线接口与智能式传感器相连时， 一般宜通过接口为传感器提供 电源 。 5 . 3 . 2 输出信号与接口 5 .

16、 3 . 2 . 1 记录或数传设备应具备 R S - 2 3 2 C或 U S B等标准串行接 口， 以便与计算机相连并以约定的通 讯协议进行数据转储或运行参数设置。 5 . 3 . 2 . 2 有线数传设备应具备 R S - 2 3 2 - C串行接口或专用接口与调制解调器（ m o d e m） 相连进行通讯， 并为 m o d e m提供受控 电源。 5 . 3 . 2 . 3 无线数传设备应具备 R S - 2 3 2 - C串行接日或专用接 口与无线电台或无线发收模块相连， 并为 无线电台或无线发收模块提供受控电源。若采用专用接口， 应符合S L / T 1 0 2 -1 9 9

17、5 中5 . 9 . 2 . 1 . 5 和 5 . 9 . 2 . 3 . 3的有关规定 。 5 . 3 . 2 . 4 记录或数传设备可配置 R S - 4 8 5 串行数据输出接 口、 4 m A -2 0 mA模拟信号输出接 口 或并行 开关量等输出接口， 以便测量数据或某些控制信号较远距离地传送到另一显示终端或其他设备中。 5 . 3 . 3 显示、 记录或数传设备输入输出接 口接插件及引脚定义 5 . 3 . 3 . 1 与传感器接口接插件及引脚定义等规定见表 1 、 表 2 、 表 3 、 表 4 0 标准下载网() G B / T 1 9 7 0 5 -2 0 0 5 表 1

18、增最型接口插头座引脚定义 片 黔 丰十一一 2IV 一 3U/I) 件 4U/D 斗二川 ！定 义信 一号信 号一状 态一状 态1 信 号 地 表 2 并行输入接口插头座引脚定义（ 1 9 芯） 一 二一行 曰 一 表 3 并行输入接口插头座引脚定义（( 2 6芯） 耐 口 一口芍 表 4 模拟A输入接口插头座引脚定义 I -一 除 赢 I 而户4、 、 不 2n _- (4 mA- 20 mA)/(1 V-5 V) (4 mA- 20 mA)/I V-5一一一侧 定 义 电 流 电 压 信 号 ， 电 流 电 压 信 号 （ 一 ，一电 源 1 电 源 地I 信 号 地 5 . 3 . 3

19、. 2 标准接 口的引脚定义应符合相应标准接 口的规定。 6 试验条件及方法 6 . 1 传感器和显示 、 记录或数传设备有关信号和接 口的试验条件及方法应按照各 自 产品标准中规定的 要求进行 。样品应按 G B / T 1 3 2 6 4的规定从经出厂检验合格的产品中抽取 。若产品总数少于三台， 则 应全部抽取。 6 . 2 互换性试验（ 见 5 . 1 . 7 和 5 . l . 8 ) 。 6 . 2 . 1 传感器 6 . 2 . 1 . 1 试验条件： 在参 比 I : 作条件下进行。 6 . 2 . 1 . 2 方法 a ) 在同类型传感器中按照 G B / T 1 3 2 6

20、4随机抽样， 并随机抽取一台与之相连使用的显示、 记录或 数传设备 ； b ) 将传感器分别与显示 、 记录或数传设备相连并投人工作 。试验过程中允许根据传感器出厂参 数对显示、 记录或数传设备进行初始参数（ 如零点 、 满度） 设置， 不允许对传感器以及显示、 记录 或数传设备进行任何电气或机械调整 ， 仪器应能正常工作， 其测量结果应符合该仪器产品标准 中规定的准确度指标。 G B / T 1 9 7 0 5 -2 0 0 5 6 . 2 . 2 显示、 记录或数传设备 6 . 2 . 2 . 1 试验条件： 在参比工作条件下进行。 6 . 2 . 2 . 2 方法 a ) 在同类型显示、 记录或数传设备中随机抽取至少三台样品， 并随机抽取一台与之相连使用的传 感器； b ) 将显示 、 记录或数传设备分别与传感器相连并投人工作。试验过程中不允许对显示 、 记录或 数传设备以及传感器进行任何电气或机械调整， 仪器应能正常工作 ， 其测量结果应符合该仪器 产品标准中规定的准确度指标。