[發明專利]一種多功能數據采集卡及測量方法

有效

• 申請號: 201711426063.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108180939B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 陳洪敏;閆文吉;陳紅亮;李仙麗;賴小皇
• 申請（專利權）人: 中國航發四川燃氣渦輪研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01R35/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于數據采集領域，特別是涉及到一種多功能數據采集卡及測量方法。本發明提供的多功能數據采集卡包括：通信接口電路(1)、微控制器(2)、模數轉換器(3)、可編程放大器(4)、測量類型切換模塊(5)和輸入選擇繼電器模塊(6)。本發明所述的多功能數據采集卡通過電子開關的切換來完成電壓、電流、熱電阻、熱電偶、電阻橋式壓力傳感器信號等類型數據采集的功能，并設置微控制器對其進行邏輯控制，由此在單個數據采集卡上實現多種類型的數據采集，減少了相關測量系統應用的設備數，降低了成本。本發明在數據采集卡上設置有繼電器，用于選擇當前接入的測量信號是待測信號還是校準信號，實現了在線校準功能。

技術領域

本發明屬于數據采集領域，特別是涉及到一種多功能數據采集卡及測量方法。

背景技術

數據采集卡用于對各種類型的數據進行采集，隨著現代設備朝數字化、信息化等方向高速發展，數據采集卡在各個領域得到越來越廣泛的應用。

常見的數據采集卡大多只能采集一種類型的數據，當需要采集電壓、電流、熱電阻、熱電偶、電阻橋式壓力傳感器信號等類型的數據時，通常需要配備多種類型不同的數據采集卡，由此增加了系統的成本和復雜度。因此，需要一種能獨立完成上述各種信號采集的多用功能數據采集卡。

發明內容

為解決現有數據采集卡大多只能采集一種或少數幾種類型數據的缺點，本發明提供一種利用單一硬件資源進行電壓、電流、熱電阻、熱電偶、電阻橋式壓力傳感器信號等數據采集的采集卡及測量方法，降低測試成本。

本發明提供一種多功能數據采集卡及測量方法，以實現利用單一硬件資源進行電壓、電流、熱電阻、熱電偶、電阻橋式壓力傳感器信號等數據的采集，降低成本。

技術方案

本發明提供的多功能數據采集卡包括：通信接口電路(1)、微控制器(2)、模數轉換器(3)、可編程放大器(4)、測量類型切換模塊(5)和輸入選擇繼電器模塊(6)。

所述通信接口電路(1)包括隔離電路(11)和電平轉換電路(12)，通信接口電路(1)連接微控制器(2)的數字通信接口。

所述微控制器(2)的通用數字輸出引腳連接可編程放大器(4)、測量類型切換模塊(5)和輸入選擇繼電器模塊(6)的控制端，微控制器(2)的串行外設接口SPI與模數轉換器(3)的數字接口連接，此外微控制器(2)還與通信接口電路(1)連接，信號為雙向傳輸。

所述模數轉換器(3)的輸入端接可編程放大器(4)的輸出端，模數轉換器(3)的數字接口接微控制器(2)的SPI接口。

所述可編程放大器(4)的輸入端接測量類型切換模塊(5)的輸輸出端，可編程放大器(4)的輸出端接模數轉換器(3)的輸入端，可編程放大器(4)的控制端接微控制器(2)的通用數字輸出引腳。

所述測量類型切換模塊(5)由兩片8通道的電子開關(51)和(52)組成，測量類型切換模塊(5)的輸入端接輸入選擇繼電器模塊(6)的輸出端，測量類型切換模塊(5)的輸出端接可編程放大器(4)的輸入端，測量類型切換模塊(5)的控制端連接微控制器(2)的SPI接口。

所述輸入選擇繼電器模塊(6)的輸入端分別接外部待測信號和校準信號，輸入選擇繼電器模塊(6)的輸出端接測量類型切換模塊(5)的輸入端，輸入選擇繼電器模塊(6)的控制端接微控制器(2)的通用數字輸出引腳。

進一步的，繼電器模塊(6)由三個雙刀雙擲繼電器及驅動電路組成，繼電器Relay1和Relay6聯動，可共用一個雙刀雙擲繼電器。Relay1的常閉端接電流激勵，常開端接電壓激勵；Relay6的常閉端懸空，常開端接地。繼電器Relay2、Relay3、Relay4、Relay5聯動，可采用兩個雙刀雙擲繼電器，繼電器常閉端接采集端，常開端接校準端。

一種多功能數據采集卡的測量方法：包括如下；