[实用新型]一种动态信号采集处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种信号采集处理装置，特别是一种适用于工程安全监测的动态信号采集处理装置。

背景技术

水电大坝等水工建筑物的安全运行是关系到国计民生的大事，因此在水工建筑物的建设期间在其表面和内部安装埋设了大量的传感器进行结构性态的监测，对建筑物的安全运行进行实时监控。由于水工建筑物结构特点，其自振频率很低，对有害振动反映缓慢，加上动态监测仪表系统的研制的滞后，以往的监测系统都是静态监测系统，其监测结果不能反映结构在强迫振动等工况时的动态变化特征，而水电大坝的运行过程实际是一个动态的过程，尤其在洪水、地震以及水位、水流急剧变化时，其动态特性更为重要，此时静态观测往往不易捕捉到诸多不利的数据，致使观测结果不能准确反映大坝的真实变化，影响决策的准确性与及时性，在大坝的安全运行中产生不可忽视的安全隐患，甚至造成溃坝。目前水电大坝等水工建筑物内埋设的传感器一般为差动电阻式传感器，一般采用便携式采集仪表逐点进行监测，或采用自动化监测设备进行自动巡检，采样频率最高为分钟级，无法进行动态信号采样，其采样分辨率和精度都较低，不便于现场移动观测，不能自动记录，不能适应大量数据处理存储的需要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种动态信号采集处理装置，它便于携带，能对传感器的信号进行实时采集，采样分辨率和精度高，能自动处理并存储大量数据。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种动态信号采集处理装置包括传感器、动态信号采集仪和计算机；

所述的动态信号采集仪中，仪表放大器连接A/D转换器，A/D转换器连接单片机；

所述的传感器与仪表放大器连接；

所述的计算机与单片机连接。

所述的传感器为差动电阻式传感器。差动电阻式传感器是利用钢丝变形以及温度变化使其电阻产生相应变化的原理制成的。钢丝长度变化与钢丝电阻变化是线性的，同时钢丝电阻值随其温度的变化也可近似认为是线性的。当传感器受到外界的拉压而变形时，一根钢丝受拉，其电阻增加，另一根钢丝受压，其电阻减少，而总电阻基本不变，测量两根钢丝的电阻比值，就可以求得仪表变形。由于两根钢丝的电阻在承受变形时差动变化，提高了仪表的灵敏度，并且使变形引起的电阻变化不影响温度测量。温度变化引起两根钢丝的电阻变化是同方向的，即温度升高时两根钢丝的电阻都增加，温度降低时，两根钢丝的电阻都减少，因此测量两根钢丝的串联电阻，就可以求得仪表感受的外界温度。

所述的传感器的电源电路为恒流源电路。

所述的恒流源电路的电流为1mA，恒流精度为0.1％。

所述的A/D转换器中设有抗混滤波器。

所述的A/D转换器为24位105K A/D转换器。

所述的单片机与计算机的1394通讯接口连接。

所述的动态信号采集处理装置的采样频率为10Hz～200Hz。

本实用新型提供的有益效果如下：

1、利用计算机的1394接口进行实时数据传送，实现了热拔插和即插即用，极大地满足了对便携式仪表和采样速度的要求，测试系统不仅可在实验室使用，也可方便地应用于野外现场；

2、通过A/D转换器实现了多通道并行同步采样，使通道间无串扰影响，采样速率不受通道数的限制，并且大大提高了采样速率和装置的抗干扰能力，采样频率为10Hz～200Hz，A/D转换器中包含的抗混滤波器可对信号做抗混滤波，提高了传递特性；

3、采用恒流源电路给被测试电阻供电，通过电压测量电路测量传感器内部两个电阻阻值和电阻比，可消除传感器外接电缆电阻的影响，采样精度高；

4、利用计算机的存储硬盘，可实现长时间实时、无间断记录数据；

5、使用计算机对实时采集的数据进行分析，可过滤掉无用数据，大幅度减少存储的数据量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括传感器1、动态信号采集仪2和计算机3；

所述的动态信号采集仪2中，仪表放大器4连接A/D转换器5，A/D转换器5连接单片机6；

所述的传感器1与仪表放大器4连接；

所述的计算机3与单片机6连接。

所述的传感器1为差动电阻式传感器。

所述的传感器1的电源电路为恒流源电路。

所述的传感器1的电源电路的恒流源电流为1mA，恒流精度为0.1％。

所述的A/D转换器5中设有抗混滤波器。