[实用新型]一种多路数高速数据采集器

说明书

本实用新型提出了一种多路数高速数据采集器，包括模拟量采集单元，所述模拟量采集单元包括电流电压转化模块和多路切换开关，所述电流电压转化模块包括差分放大电路、电压调零电路及电压调幅电路，本实用新型的多路数高速数据采集器可将传感器输出的模拟电流信号转化为可供AD转换模块识别的电压信号，电流电压转化模块的输入级采用了差分放大电路，差分放大电路可有效抑制环境噪声，对共模信号具有良好的抑制作用，可有效抑制零点漂移现象的产生，保证电路的正常运行。

技术领域

本实用新型涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种多路数高速数据采集器。

背景技术

在风电领域，为准确掌握风电场的运行状态，需采集多种参数，如风叶转速、振幅、风向、风速、发电机组运行频率、电压、电流等等。在系统设计中，多通道、高精度、高速通信的数据采集器是检测风电场状态准确性的重要保障。数据采集器以控制器为核心，包括模拟量采集单元、开关量采集单元、开关量输出单元、模拟量输出单元、存储器电路和电源电路等模块。由于相对于电压量，电流量的抗干扰能力及远距离传输能力均具有明显优势，工业用仪器仪表及传感器通常采用4-20mA电流量作为其输出，从而数据采集器中模拟量采集单元常以电流作为输入。由于模拟量采集单元中AD转换模块基本只能识别电压量，需将传感器输入的电流转化为电压。

一般的，模拟量采集单元中的电流电压转化电路常为由运放构成的电压并联负反馈电路，由于电压并联负反馈电路无法有效抑制环境噪声，即抑制共模信号，无法有效抑制零点漂移现象。

实用新型内容

有鉴于此本实用新型提出了一种多路数高速数据采集器，以解决传统数据采集器的模拟量采集单元无法有效抑制环境噪声的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种多路数高速数据采集器，包括模拟量采集单元，所述模拟量采集单元包括电流电压转化模块和多路切换开关，所述电流电压转化模块包括差分放大电路、电压调零电路及电压调幅电路，其中：

所述差分放大电路的输入端适于接入传感器输出的电流信号，所述差分放大电路用于将所述电流信号转化为电压信号；

所述电压调零电路的输入端与所述差分放大电路的输出端相连，所述电压调零电路用于在输入所述电流信号最小值后输出零电压信号；

所述电压调零电路的输出端与所述电压调幅电路的输入端相连，所述电压调幅电路的输出端与所述多路切换开关的输入端相连。

可选的，所述差分放大电路包括采样电阻R1及差分放大器U1，采样电阻R1的两端分别与差分放大器U1的同相输入端、反相输入端相连，采样电阻R1、差分放大器U1同相输入端的公共端与所述电流信号的正极相连，采样电阻R1、差分放大器U1反相输入端的公共端与所述电流信号的负极相连，差分放大器U1的输出端与所述电压调零电路的输入端相连。

可选的，所述电压调零电路包括电阻R2、可变电阻R3、电压跟随器U2及差分放大器U3，所述差分放大电路的输出端与差分放大器U3的同相输入端相连，电源经串联的电阻R2、可变电阻R3接地，可变电阻R3的中间触点经电压跟随器U2与差分放大器U3的反相输入端相连，差分放大器U3的输出端与所述电压调幅电路的输入端相连。

可选的，所述电压调幅电路包括电阻R4、电阻R5、可变电阻R6及运算放大器U4，所述电压调零电路的输出端经电阻R4与运算放大器U4的同相输入端相连，运算放大器U4的输出端与所述多路切换开关的输入端相连，运算放大器U4的输出端还依次经可变电阻R6、电阻R5接地，可变电阻R6、电阻R5的公共端与运算放大器U4的反相输入端相连。

可选的，所述模拟量采集单元还包括采样保持器和AD转换模块，所述多路切换开关的输出端经所述采样保持器与所述AD转换模块的输入端相连。

可选的，所述电流电压转化模块还包括阻抗匹配电路，所述电压调幅电路的输出端经所述阻抗匹配电路与所述多路切换开关的输入端相连。