[发明专利]一种多通道集成式传感器数据采集器

说明书

本发明公开了一种多通道集成式传感器数据采集器，包括主控板、激励接口板、信号调理板、采集卡和电源模块；所述激励接口板包括激励电路和与其相连接的多路传感器接口，通过传感器接口向传感器提供激励，其中激励电路包括电压激励电路、恒流激励电路和程控电压激励电路；所述信号调理板，接收传感器发送的信号并进行包括放大、滤波在内的调理，将调理后的模拟信号发送给数据卡。本发明解决了现有单套设备只能采集单一数据，对多种传感器进行信号采集时采集设备需要频繁更换的问题，可以对多种不同的传感器同时进行信号的采集并同时进行处理。

技术领域

本发明属于数据采集技术领域，涉及一种多通道集成式传感器数据采集器。

背景技术

随着社会发展的不断加快，大型机械与复杂精密仪器相结合的高端智能装备也越来越多。在测量与控制这些精密仪器的时候，普通的数采器已经不能满足要求，一个原因是普通的数据采集器的精度不足；另一个是每测量一个传感器变量就需要换上相应的一套测量设备。例如测量加速度、扭矩就需要更换相应的数据采集系统，要更换采集线路与采集人员，无法将多种采集信号通过同一台计算机来处理与分析，不得不为了采集不同的信号而且更换相应的采集器，费时费力。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种多通道集成式传感器数据采集器，以克服现有数据采集器对多种传感器进行信号采集时，采集设备频繁更换和工作效率低的缺陷。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种多通道集成式传感器数据采集器，包括主控板、激励接口板、信号调理板、采集卡和电源模块；

所述主控板，接收并解析上位机发送的包含对激励接口板或信号调理板进行设置的指令，将指令发送给激励接口板或信号调理板，并回馈设置结果信号；

所述激励接口板，包括激励电路以及分别与其相连接的多路传感器接口，通过传感器接口向传感器提供激励，其中激励电路包括电压激励电路、恒流激励电路和程控电压激励电路；

所述信号调理板，通过传感器接口接收传感器发送的信号并进行包括放大、滤波在内的调理，将调理后的信号发送给采集卡；

所述采集卡，包括多个并行的采集通道，每个采集通道设有独立AD转换器，将信号调理板发送的信号进行同步数字化处理后发送给上位机。

所述的主控板将上位机发送的指令通过SPI接口或DIO发送到激励接口板或信号调理板，再通过SPI、DIO回馈的设置结果通过串口发送回给上位机。

所述的主控板还通过扩展的CAN和/或RS485接口与扩展采集模块相连接，主控板将扩展采集模块所采集的信号实时反馈给上位机。

所述的激励电路包括24V限流电压激励电路、4mA恒流激励电路和0～10V的程控电压激励电路；其中，限流电压激励电路、恒流激励电路与传感器接口之间还设有选择继电器；

所述的程控电压激励电路包括基准电路、DA转换模块、放大器和反相器，基于基准电路提供的0～2.5V电压，主控板根据需要的电源通过SPI、DIO对DA转换模块发出设置指令，再通过固定倍数的放大器和反相器，完成0～±10V激励的输出。

所述的程控电压激励电路在输出激励时还向信号调理板发送激励反馈信号。

所述的信号调理板包括依次设置的：

功能选择模块，基于程控继电器的模拟开关对输入的电流/电压信号进行切换，其中电流支路与电压支路之间设有将电流信号转换为电压信号的采样电阻；

信号选择模块，基于程控继电器的模拟开关对包括检测信号、校准信号、激励反馈信号的支路进行切换；

信号放大模块，包括分别设有多级增益的前置放大器和二级放大器，基于程控继电器的模拟开关选择放大的增益倍数；