[实用新型]通用信号调理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于测试测量技术领域，具体涉及一种通用信号调理系统。 

背景技术

现今，在实验室研究、测试和测量以及工业自动化领域中，常常需要对电压、电流、温度、加速度、应变等各种类型模拟信号进行相应的调理和采集，而且，随着系统环境的升级或改变，这些测量的参数甚至类型也会随着发生变化。 

传统的信号采集系统一般具有固定的一种或几种测量类型，要实现这类动态的应用需求就必须配置数台不同类型的信号采集模块或仪器，另外，不同模块或仪器间还存在着通讯、同步等问题，造成测试成本的增加。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通用信号调理系统。 

本实用新型提出的通用信号调理系统，由通讯连接模块1、开关控制模块2、输入模块3、增益控制模块4、偏置补偿模块5、可编程滤波器6、可编程电压源7、可编程电流源8、输出模块9和校准信号源10组成，其中：开关控制模块2的输出端依次连接输入模块3、增益控制模块4、可编程滤波器6和输出模块9，开关控制模块2的输入端分别连接可编程电压源7、可编程电流源8和校准信号源10，通讯连接模块1的输出端分别连接开关控制模块2、增益控制模块4、偏置补偿模块5、可编程滤波器6、可编程电压源7、可编程电流源8和输出模块9。 

本实用新型中，所述通讯连接模块1、开关控制模块2、输入模块3、增益控制模块4、偏置补偿模块5、可编程滤波器6、可编程电压源7、可编程电流源8、输出模块9和校准信号源10均为市售产品。 

本实用新型的工作过程如下： 

（1）    初始化通用信号调理系统，通讯连接模块1完成通道功能和参数的配置；

（2）    根据参数配置，可编程电压源7或可编程电流源8产生外部激励给传感器；

（3）    开关控制模块2选择信号源为外部输入；

（4）    传感器产生的模拟信号经开关控制模块2接入输入模块3，经过相应的限压、限流、耦合等处理得到完整的输入信号；

（5）    增益控制模块4接收输入模块3的输出，并根据通道的增益配置进行相应的放大或衰减，同时偏置补偿模块5根据系统校准值对增益处理后的电压进行偏置补偿，得到合适幅度的电压输出给可编程滤波器6；

（6）    可编程滤波器6根据通道的带宽选择对该电压信号进行滤波处理；

（7）    输出模块9将滤波处理后的信号转换为浮地差分电压，供后级采集模块使用；

（8）    开关控制模块2选择信号源为校准信号源10，系统可完成参数的自校准。

本实用新型支持对常见的电压、电流、电阻、热电偶、加速度、应变共6种类型的信号进行统一的信号调理，终端信号以平衡浮地差分方式输出。该输出接口不仅可增强输出信号的抗干扰能力，同时可与单端或差分输入的电压采集模块构成完整的数据采集系统，具有很强的通用性。使用该通用信号调理系统，配备普通的电压采集模块即可构成一套通用信号采集系统。 

本实用新型结合先进的模块化仪器和通用信号调理技术，具有高度的灵活性和软件自定义特点。通过硬件层的多功能集成优化设计和软件层的自动功能映射，实现了同一套设备完成多种信号类型的调理。根据应用需求的改变，可通过软件来定义各通道的测量参数和测量类型，突破了传统仪器由于其专有硬件限制的局限性，实现了测试仪器的软件化，可以大大减小测试的成本，提高测试效率。 

本通用信号调理系统具有以下技术特点： 

（1）    每通道集成多功能信号调理功能，支持多种类型传感器信号输入；

（2）    每通道提供独立的增益控制和带宽选择，适合不同类型信号的测量需求；

（3）    每通道具有独立的激励电压和激励电流输出，满足常见传感器的应用需求；

（4）    系统内置校准信号源，结合数据采集系统可完成调理系统的自校准。

本实用新型具有很强的适应性，与常用的多通道同步电压采集卡配合即可快速搭建起一套通用信号采集系统。通过系统自带的驱动程序和通讯连接模块，可灵活配置各通道的测量类型和参数，实现测量系统的软件定义，具备传统测试仪器无法比拟的灵活性。另外，系统还配有功能专业的采集分析软件，无需编程即可完成数据采集任务配置、信号采集、实时分析、数据存储、离线数据回放及分析等功能。 

附图说明

图1为通用信号调理系统的结构图示。 

图2为利用本实用新型搭建的通用信号采集系统的工作连接图。