声明

本文是学习GB-T 19705-2017 水文仪器信号与接口. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

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、技术要求及试验方法。

本标准适用于水文仪器中的传感器、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

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 13983 仪器仪表基本术语

GB/T 18522.2 水文仪器通则 第2部分：参比工作条件

GB/T 19677 水文仪器术语及符号

GB/T 50095 水文基本术语和符号标准

IEEE 1394 高性能串行总线标准(Standard for a high performance serial
bus)

3 术语和定义

GB/T 13983、GB/T 19677、GB/T 50095
界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

信 号 signal

可用其一种或多种特征量的变化来表示信息的物理现象。信号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自动化系统设备之间相互传递的信息。

3.2

接口 interface

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。是模块(或部件、设备)
之间共有的边界。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)之间进行通讯的硬件和相应的软件。

3.3

数传设备 data transmission equipment

数传设备指能自动完成参数的采集、传输(或具有存储和部分控制功能)的设备。

4 分类

4.1 信号分类

4.1.1
水文仪器信号按信息流向分为输入信号、输出信号。传感器的测量输出信号即为显示、记录或
数传设备的输入信号。

4.1.2
水文仪器信号按信源的作用机理分为无源的通断信号和有源的电压信号、电流信号、频率信号、

GB/T 19705—2017

电阻信号、数字信号等。

4.1.3 水文仪器信号按信息的呈现形式分为增量型信号和全量型信号。

4.2 接口分类

4.2.1 水文仪器接口按功能分为专用接口和通用接口。

4.2.2 水文仪器接口按通讯方式分为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

5.1.1.1
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。

5.1.1.2
传感器输出信号端的外部接插件插入方向宜唯一，并根据使用环境的不同(水下、水上),满足
水密性、耐压及相应 IP 防护等级的要求。

5.1.1.3
输出电压、电流、频率、电阻信号的传感器，其输出接口宜采取抗干扰措施。

5.1.2 显示、记录或数传设备

5.1.2.1
显示、记录或数传设备，在规定的传感器使用环境(水下、水上)中和使用条件(含沙量、流速范
围、压力要求等，具体参数见相关的产品标准和使用手册)下，应能正确无误地获取传感器的输出信号。

5.1.2.2
显示、记录或数传设备输入、输出信号端的外部接插件插入方向宜是唯一的，并应满足
IP55 及
以上的防护要求。当有多个输入、输出接口时，宜采用不同品种或规格的接口插件。

5.1.2.3
连续工作的显示、记录或数传设备，其信号接口宜采取抗干扰、防雷电措施。

5.2 传感器要求

5.2.1 转子式流速仪的接口和信号要求如下：

a) 信号发生形式有机械触点式、磁激式、光电式、电阻式等；

b)
信号数与转子转速比例不限。但用于低速测量的流速仪，转子转一周，信号数应不小于1;用
于人工计数时在测速范围内每秒信号数应不大于1;

c) 信号接触阻力应不影响低速测量准确度。

5.2.2 翻斗式雨量计的接口和信号要求如下：

a) 翻斗的分辨力可为0.1 mm、0.2 mm、0.5 mm、1.0 mm;降雨强度测量范围为0
mm/min~

4 mm/min;

b) 信号元件可采用干簧管或其他元件；

c) 输出信号可以是单触点的高低电平下降沿，也可以是双触点的电平信号。

5.2.3 浮子式水位计的接口和信号要求如下：

a)
增量型式：传感器随水位的变化，按分辨力的变量发出信号，每增加(或减少)一定水位值即发
出一次信号，常有可逆增量、三态增量、四态增量等方式；其信号可以是接点通断，也可以是电
平输出；

b)
全量编码型式：将水位实时数据转换成二进制编码。编码可以是全量程的，也可以是低位编
码，高位计算机推算。编码输出可以是并行输出或串行输出，并行输出推荐的码制为
BCD 码 、 格雷码、余三反射码。其信号可以是接点通断，也可以是电平输出。

GB/T 19705—2017

5.2.4 遥测蒸发器的接口和信号要求如下：

a)
蒸发传感器用于将蒸发桶内蒸发量实时地转变为相应可测物理量信号，并可与其他设备通过
接口传输；

b)
定量自动补水式蒸发传感器可将蒸发量转换为可供计数的脉冲或开关信号输出；

c)
浮子式蒸发传感器可将桶内水位变化量转换成多种浮子式水位计的水位信号输出；

d) 声波式蒸发传感器可将水位变化量转换为超声水位计的水位信号输出。

5.2.5 水文缆道测流测验仪器的接口和信号要求如下：

a) 水面、河底信号发生器的要求为：

1)
水面、河底及流速仪信号可以用直流正、负脉冲信号区分，也可以用交直流信号区分；

2)
水下多路信号转换开关一般采用带有双触点的干湿簧管或水银开关，其舌簧管吸合安匝
应与磁钢磁感应强度匹配。

b) 水下信号发生器的要求为：水下音频振荡频率一般选择在1000 Hz～6000
Hz之内为宜，双
音频信号可根据需要选定。水上控制装置接收灵敏度应满足下列要求：

1) 采样器优于0.7 V;

2) 超声波测深仪优于0.7 V;

3) 流速仪优于10 mV。

c) "无线"信号传输通道要求如下：

1)
缆道"无线"信号传输由起重索、水下铅鱼及仪器和岸边水下极板通过水体组成信号传输
通道；为提高信号传输效率，水下信号输出端应作密封处理；

2)
铅鱼悬吊点上端应配置瓷绝缘子，保证铅鱼入水后有一定的信号幅度，室内接收流速仪交
流信号幅度不小于10 mV。

5.2.6 其他传感器的信号和接口主要型式如下：

a) 通断信号及开关量；

b) 数字量；

c) 模拟量；

d) 频率量；

e) RS-232;

f) RS-485/422;

g) SDI- 12;

h) SUB;

i) 网络(以太网、蓝牙、Zigbee);

j) 光纤等接口。

5.2.7
传感器输出信号若采用一组或多组接点通断信号，其接点允许承受的最大电压、允许通过的最
大电流、输出端绝缘电阻、导通电阻、接点工作寿命均应满足产品标准的要求。

5.2.8 传感器的输出信号若采用TTL 或 CMOS
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，信号传输距离宜不小于100
m。

5.2.9 传感器的输出信号采用模拟量时，宜使用4 mA～20 mA 或 0 V～5V 输出。

5.2.10 传感器的输出信号采用频率量时，其输出电平应符合CMOS 电平或 TTL
电平要求。

5.2.11
传感器的输出信号的传输距离应符合相应的接口标准要求，不应影响信号传输的准确性。

5.2.12
传感器与显示、记录或数传设备相连的接口串行通讯时，应以约定的通讯协议进行信息交换。

5.2.13
连接在总线式接口上的传感器，应有类别号和序号或单独序号，并应将其加载到输出信号中。

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5.2.14
连接到总线式接口上的传感器数量应符合总线技术条件，总线上任意传感器的接入与断开，不
应影响其他连在总线上的传感器的正常工作。

5.2.15
短距离密布众多传感器时，宜考虑通过传感器网络接口进行信号传输和信息交换。

5.2.16
传感器输出信号接插件各引脚的定义，宜与显示、记录或数传设备输入信号接口引脚定义相

一致。

5.3 显示、记录或数传设备要求

5.3.1 输入信号接口

5.3.1.1
显示、记录或数传设备的输入信号接口型式如下：

a) 开关量及通断信号输入接口；

b) 并行信号输入接口；

c) 串行信号输入接口(非总线);

d) 模拟量信号输入接口；

e) 频率量信号输入接口；

f) SDI-12、RS-485 等总线接口；

g) 网络接口(以太网、蓝牙、Zigbee);

h) 光纤接口。

5.3.1.2
具备多个输入信号接口的显示、记录或数传设备，在一个或多个输入信号接口未接入传感器
时，不应影响设备的正常工作。

5.3.1.3
用于人工测读水文参数的显示设备(转子式流速仪计数器等),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、记录或数传设备的输入信号接口应具有滤波(采集水位计等信号时)、整形、防抖动(采集
翻斗式雨量计、转子式流速仪等信号时)和其他抗干扰功能，不应影响传感器的测量范围以及传感器发
讯部件机械触点的性能。

5.3.1.5
显示、记录或数传设备与多个传感器相连时，可通过选通方式或巡采方式，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传感器相连。显示、记录或数传设备与多个传感
器相连时，设备应能在总线上以约定的通信协议完成数据和指令的交换。

5.3.1.7
显示、记录或数传设备通过总线与传感器相连时，宜通过接口电缆线为传感器供电。

5.3.1.8 数传设备视频输入信号的接口应符合标准 IEEE
1394 的规定。

5.3.2 输出信号接口

5.3.2.1 记录设备应具有 RS-232 、RS-485 或 USB
等标准串行接口。

5.3.2.2
有线数传设备的输出接口，应有并行接口、RS232 接口、RS485 接口、SDI- 12
接口、网络接口、 光纤接口等，并且设备的串行通信应遵守相关的协议。

5.3.2.3 无线数传设备应具备 RS-232
接口或其他专用接口，与无线电台或无线模块、卫星终端机、
GPRS/GSM、CDMA、3G、4G、WIFI、Zigbee
等无线通讯模块相连时，设备可提供受控电源。

5.3.2.4 数传设备可具有若干继电器输出接口。

5.3.2.5 记录或数传设备可配置4 mA～20mA
等输出接口。

5.4 输入输出接口接插件及引脚定义要求

5.4.1 水文仪器常用接口的接插件及引脚定义应符合表1～表14的规定。

GB/T 19705—2017

表 1 增量型接口插头插座引脚定义(1)

引脚号

1

2

3

4

5

6

符号

A

B

Z

U/D1

U/D2

GND

定义

脉冲信号A

脉冲信号B

零位脉信号

状态

状态

地

表 2 增量型接口插头插座引脚定义(2)

引脚号

1

2

3

4

符号

CP

U/D

E+

GND

定义

信号

状态

电源

地

表 3 并行接口插头插座引脚定义(19芯)

码型

引脚号

1～13

14

15

16

17

18

19

格雷码

低位～高位

空

正码公共端

空

空

电源

反码公共端

余三反射码

低位～高位

空

正码公共端

空

空

电源

反码公共端

表 4 并行接口插头插座引脚定义(26芯)

引脚号

1～4

5

6～9

10

11～14

15

16～19

定义

个位

个校

十位

十校

百位

百校

千位

引脚号

20

21

22

23

24～25

26

定义

千校

电源

状态

状态

空

地

注：此并行口数据采用BCD码。

表 5 模拟量接口插头插座引脚定义

引脚号

1

2

3

4

符号

4 mA～20 mA/(0 V～5 V)

4 mA～20 mA/(0 V～5 V)

E+

GND

定义

电流/电压(十)

电流/电压(一)

电源

地

表 6 RS-232C 插头插座引脚定义(25芯)

引脚号

2

3

4

5

6

7

8

20

22

符号

TXD

RXD

RTS

CTS

DSR

GND

CD

DTR

RI

定义

发送

数据

接收

数据

请求

发送

清除

发送

数据

准备好

地

载波

侦测

数据终

端准备

振铃

指示

GB/T 19705—2017

表 7 RS-232C 插头插座引脚定义(9芯)

引脚号

(DTE公头)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

引脚号

(DCE母头)

1

3

2

4

5

6

7

8

9

符号

CD

RXD

TXD

DTR

GND

DSR

RTS

CTS

RI

定义

载波

侦测

接收

数据

发送

数据

数据终

端准备

地

数据

准备好

请求

发送

清除

发送

振铃

指示

表 8 RS-485 接口插头插座引脚定义

引脚号

1

2

3

4

符号

A

B

GND

E+

定义

差分信号+

差分信号一

地

直流电源

表 9 RS-422 接口插头插座引脚定义

引脚号

1

2

3

4

5

6

符号

A

B

Y

Z

GND

E+

定义

接收差分

信号+

接收差分

信号-

发送差分

信号+

发送差分

信号-

地

直流电源

表10 标准 USB 接口插头插座引脚定义

引脚号

功能(主机)

功能(设备)

 4 32 1

Type A

TypeB

1

VBUS(4.75 V～5.25 V)

VBUS(4.4 V～5.25 V)

2

-

-

3

D+

D+

4

地

地

表 1 1 Mini 型 USB 接口插头插座引脚定义

引脚号

功能

颜色

54.3.21

形 元 元

Mini-A

54321.

Micro-A

54321

Mini-[3

543210

h

Micro-B

1

VBUS(4.4 V～5.25 V)

红

2

-

白

3

D+

绿

4

ID

5

地

黑

注 ：不同类型的USB接口可通过相应的转接线进行连接。

GB/T 19705—2017

表 1 2 RJ45 接口 DTE 类型引脚定义

引脚号

功能

1

TX+

2

TX-

3

RX+

4

空

5

空

6

RX-

7

空

8

空

注：DTE是指“数据终端设备”。

表13 RJ45 接口 DCE 类型引脚定义

引脚号

功能

1

RX+

2

RX-

3

TX+

4

空

5

空

6

TX-

7

空

8

空

注：DCE是指“数据通信设备”。

表14 SDI-12 接口引脚定义

引脚号

1

2

3

符号

D

V+

-

定义

数据线

+12V

地

5.4.2 其他接口的引脚定义应符合接口标准的规定。

6 试验方法

6.1 一般规定

传感器和显示、记录或数传设备信号和接口试验条件及方法，应符合产品标准的规定。

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6.2 互换性试验

6.2.1 传感器

6.2.1.1 试验条件

在参比工作条件下试验，并符合 GB/T 18522.2 的规定。

6.2.1.2 试验方法

将传感器分别与显示、记录或数传设备相连并投入工作。试验过程中应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设置，不应对传感器以及显示、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的规定。

6.2.2 显示、记录或数传设备

6.2.2.1 试验条件

在参比工作条件下试验，并符合 GB/T 18522.2 的规定。

6.2.2.2 试验方法

将显示、记录或数传设备分别与传感器相连并投入工作。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的

规定。

style="width:3.09994in" />GB/T 19705—2017

[1] GB/T [2] GB/T [3] GB/T

[4] GB/T

13336

19704

27994

30954

延伸阅读

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