[发明专利]一种自适应调节的传感器系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种自适应调节的传感器系统，其包括：传感器表头；读出电路用于读取传感器表头的外界物理信号，并将外界物理信号换成模拟电信号输出；动态过载保护模块用于对模拟电信号超出设定的传感器系统量程范围的部分进行过载保护处理后再输出，还根据设定的检测阈值范围对模拟电信号进行阈值检测，判断模拟电信号是否在检测阈值范围内，若否，则输出超阈值信号；模数转换器用于将动态过载保护模块输出的模拟电信号转化为数字信号输出；数字信号处理器用于根据超阈值信号，重新设置检测阈值范围以及传感器系统量程。本发明提供的系统相对于现有的传感器而言，能够降低系统功耗，提供过载保护，提高传感器精度与鲁棒性。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及自适应调节的传感器系统及其使用方法。

背景技术

现有高精度传感器，在应用中，例如地震勘探领域的随钻高振动高冲击的场合中，传感器表头的输出可能会达到正常量程范围的数倍以上，如10倍、20倍等。若后端采用ADC(Analog-to-digital converte，模数转换器)进行采样，这种超量程的信号远远超过了ADC的采样量程范围，会造成A/D转换(模数转换)错误。若是数字传感器，表头输出超量程也会导致系统宕机。因此需要一种传感器，能够降低系统功耗，提高传感器精度和鲁棒性。

发明内容

本申请实施例通过提供一种自适应调节的传感器系统及其使用方法，相对于现有的传感器而言，能够降低系统功耗，提高传感器精度和鲁棒性。

本发明提供一种自适应调节的传感器系统，其包括：

传感器表头；

读出电路，与所述传感器表头电性连接，用于读取所述传感器表头检测的外界物理信号，并将所述外界物理信号转换成模拟电信号输出，所述模拟电信号为电流信号或者电压信号；

动态过载保护模块，与所述读出电路电性连接，用于对所述模拟电信号超出设定的传感器系统量程部分进行过载保护处理后再输出，还用于根据设定的检测阈值范围对所述模拟电信号进行阈值检测，判断所述模拟电信号是否在所述检测阈值范围内，若否，则输出超阈值信号；

模数转换器，与所述动态过载保护模块电性连接，用于将所述动态过载保护模块输出的所述模拟电信号转化为数字信号输出；

数字信号处理器，分别与所述模数转换器、所述传感器表头以及所述动态过载保护模块电性连接，用于根据所述超阈值信号，重新设置所述检测阈值范围以及所述传感器系统量程，还用于根据所述数字信号生成对应的时序信号，并将所述时序信号输出至所述传感器表头，以驱动所述传感器表头工作。

优选的，所述动态过载保护模块以及所述数字信号处理器均通过开关模块与所述传感器表头电性连接；

所述开关模块，用于根据所述数字信号处理器输出的时序信号，控制所述动态过载保护模块的输出端或者所述数字信号处理器的输出端与所述传感器表头的输入端电性连接。

优选的，所述数字信号处理器，还用于根据所述超阈值信号，控制所述模数转换器停止采样，并在所述模数转换器停止采样后的第一设定时段内，若所述数字信号处理器未接收到所述超阈值信号，则控制所述模数转换器继续采样。

优选的，所述数字信号处理器，还用于在第二设定时段内，当接收所述超阈值信号的时间比例大于设定比例值时，调整所述传感器系统量程，使得所述第二设定时段后的传感器系统量程大于所述第二设定时段前的传感器系统量程。

优选的，所述数字信号处理器，还用于在第二设定时段内，当接收所述超阈值信号的时间比例大于设定比例值时，调整所述检测阈值范围，使得所述第二设定时段后的检测阈值范围大于所述第二设定时段前的检测阈值范围。

优选的，所述数字信号处理器，还用于在第三设定时段内未收到所述超阈值信号时，调整所述检测阈值范围，使得所述第三设定时段后的检测阈值范围小于所述第三设定时段前的检测阈值范围。