[发明专利]一种传感器实验台数据采集与处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器实验台数据采集与处理装置，属于电子信息技术领域，尤其是基于单片机控制的试验台的数据采集和处理装置。

背景技术

传感器实验台主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。传感器安装台部分：装有双平行振动梁(应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢)、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小电机、电涡流传感器引线插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台(圆盘)测微头及支架、振动圆盘(圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子)、扩散硅压组式差压传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒。显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源(±2v-±10v档位调节)、F/V数字显示表(可作为电压表和频率表)、动圈毫伏表(5mv-500mv)、音频振荡器、低频振荡器、±15v不可调稳压电源。实验主面板传感器符号单元：所有传感器(包括激振线圈)的引脚都从内部引到这个单元上的相应符号上，实验时传感器的输出信号(包括激励线圈引入低频激振器信号)按符号从这个单元引线。处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容变换放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器。

随着计算机技术的飞速发展及其广泛应用，智能化的产品已遍及我们日常工作和生活的方方面面。传感器实验台数据采集与处理系统正是基于这一背景下，专为实验室已有的传感器实验台设计开发的，来完成数据的自动采集、转换、传输和处理等功能。

传感器器数据采集系统以单片机为基础，包含数据的采集电路、A/D转换电路、数据的传输与存储、数据的处理，它通过运行计算机的数据处理程序，利用键盘操作对传感器实验台数据采集卡进行控制，从而实现对数据的动态和静态采集，保存实验过程中测定的数据，并对其进行处理，给出处理结果和实验曲线。

传感器作为信息系统不可或缺的信息采集手段，对传感器的研究有着重要的意义，而作为传感器的实验台，能够迅速准确的完成实验对于提高工作效率的作用是明显的，因此传感器实验台的数据采集与处理系统有着一定的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于设计一种传感器实验台数据采集与处理装置。本设计通过运行计算机的数据处理程序，利用键盘操作对传感器实验台数据采集卡进行控制，从而实现对数据的动态和静态采集，保存实验过程中测定的数据，并对其进行处理，给出处理结果和实验曲线。

本发明的目的是这样实现的：

一种传感器实验台数据采集与处理装置，其组成包括：系统由控制器(1)、高速A/D转换器(2)、高速静态RAM(3)和切换控制电路(4)，其特征在于：控制器采用8031单片机作为核心；静态RAM用作单片机与A/D转换器之间的数据缓冲，RAM的数据线和地址线由总线切换电路来控制,选择连接单片机总线或连接到A/D转换器的数据输出和地址发生器输出地址。RAM的读写由读写控制电路实现；在数据采集期间,存储器的写入地址由可预置的16位地址发生器产生,其溢出信号作为数据采集结束控制。

控制器采用8031单片机作为核心设计了传感器实验台的数据采集卡，通过计算机串口传输数据，通过计算机系统应用处理软件进行处理，将原来由人工进行的数据获取、记录与处理改由计算机进行，并自动给出实验结果、图表显示及实验曲线，实现数据采集与处理的自动化；数据采集卡在传感器实验台工作时，从传感器实验台进行数据采集，采集到的数据首先经过A/D转换器的转换，将模拟信号转换为数字信号，然后输送给上位机进行数据的处理。系统的采集工作由采集卡上的单片机控制，当采集卡进行采集的时候，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后，单片机首先处理前8位，然后处理后4位，期间的地址联系有RAM完成。单片机将数据通过ICL232输送给PC机。避免了由于数据获取、记录与处理都是人工进行事后处理的，不能及时处理和绘制曲线，以验证实验数据的正确性的缺点。

本发明的结构特点及有益效果：

1、该发明针对试验台数据采集和处理装置，实现了将原来由人工进行的数据获取、记录与处理改为由计算机自动处理，体现了传感器数据采集与处理系统的实用价值。

2、该装置能及时的处理和绘制实验曲线来验证实验数据的正确性，提高了实验的测试精度，减少由于偶然误差对实验数据的影响。

3、实现数据采集和处理的在自动化，提高了效率，减少了实验人员的工作量。