[发明专利]一种多通道的高精度传感器采集系统及其频率测量方法

权利要求书

1.一种多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：包括24位的电压计、32位的频率计、处理器模块、串口通信模块以及电源模块；所述32位的频率计采用运算放大器匹配三路放大器作波形转换器，用于测量传感器的频率输出；所述24位的电压计采用了24位的四通道AD转换器，用于测量传感器的电压输出，处理器模块对测得的电压和频率数据进行处理和打包，串口通信模块将数据发送给上位机，电源模块提供其他模块的工作电压以及参考电压。

2.根据权利要求1所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述32位频率计包括四个测量通道，每个测量通道由一个正弦转方波模块和一个计数器模块组成，每个所述的正弦转方波模块包括幅值放大电路、幅值比较电路、电压抬升电路。

3.根据权利要求2所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述幅值放大电路包括第一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，其中第一电阻R1一端与第一运算放大器U1正端连接，第二电阻R2一端与第一运算放大器U1反端连接、另一端接地，第三电阻R3一端与第一运算放大器U1反端连接、另一端与第一运算放大器U1输出端连接。

4.根据权利要求2所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述幅值比较电路包括三线放大器U2、3.3V直流电电源和地，其中三线放大器U2的1和16脚接3.3V直流电电源、11脚接地，三线放大器U2的5脚接入幅值放大器中电子R3，三线放大器U2的3脚接电压抬升电路中R4。

5.根据权利要求2所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述电压抬升电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1，其中电阻R4一端接所述三线放大器U2的3脚，电阻R5一端接电阻R4、另一端接3.3V直流电电源，电阻R6一端接电阻R4，另一个接地，二极管D1正极接电阻R4，负极为输出端，接计数器。

6.根据权利要求1所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述24位的电压计包括四个通道，每个通道分别包括AD转换器U4，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4，其中AD转换器U4的12脚、13脚、16脚、17脚接电压输入，AD转换器U4的11脚、14脚、15脚、18脚、20脚接参考电源2.5V，AD转换器U4的4脚、19脚、23脚、28脚接地，电容C1、电容C2的一端接AD转换器U4的6脚和5V电源另一端接地，电容C3、电容C4一端接U4的27脚和3.3V电源另一端接地，AD转换器U4的5脚接3.3V电源，AD转换器U4的1、2、24、25、26脚接STM32。

7.根据权利要求2所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述计数器采用采用FPGA。

8.根据权利要求1所述的多通道的高精度传感器采集系统，其特征在于：所述处理器模块包括STM32。

9.一种上述的多通道的高精度传感器采集系统的频率测量方法，其特征在于：该方法为：采用自适应分频的等精度测量法测量频率，根据被测频率自动改变分频因数，算法流程为：先设定一个初始的分频因数，然后进行脉冲计数，根据脉冲计数结果迭代出下一次分频因数，并计算被测信号频率值，以此循环，直到停止工作，分频因数M_k的迭代公式为：

其中M_k-1是上一次的分频因素，N_s0是第一次计数结果，N′_S(k-1)是上一次的计数结果。