一种便携式数据采集分析仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种便携式数据采集分析仪器，其包括核心控制单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、通信单元、蓄电池供电单元以及笔记本电脑；开关量采集单元、模拟量采集单元的I/O端口分别和核心控制单元的相应端口双相连接，所述核心控制单元的通信端口经通信单元连接笔记本电脑；蓄电池供电单元的供电端口分别连接核心控制单元、开关量采集单元、模拟量采集单元和通信单元的电源端。本发明专利技术中设有8通道开关量与8通道模拟量同步采集，能够满足各种试验需求，增加了试验灵活性，在保证数据采集精度的同时，降低对仪器设备的投入成本，增加了数据分析处理功能，为试验人员提供方便，无需外部电源供电，省去接引电源线的工作量，降低工作难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化测控领域，具体涉及一种便携式数据采集分析仪器。
技术介绍
在发电厂等生产型企业中存在大量的生产设备，为了保证安全高效生产，对这些企业的生产系统需要进行定期进行性能试验测试，以确定系统性能，比如不间断电源供电系统的电源切换试验、阀门关闭时间试验等。性能试验需要实时采集过程变量参数，这就要用到数据采集仪器。试验人员利用数据采集仪器记录试验过程中各参数的变化曲线，通过对曲线的变化趋势分析系统性能，得出试验结论。传统的数据采集仪器价格昂贵，价格普遍在十几到几十万，投入成本非常大；体积大、重量大，由于试验接线往往在高层的设备电子间进行，搬运仪器十分费力费时；需提供220V交流电源才能工作，试验场所的电源插孔大多位于墙壁或电源柜，试验时需将220V电源引至仪器附近，导致试验人员工作难度增加，工作效率下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种试验通道多样、使用方便且精度高成本低的便携式数据采集分析仪器。本专利技术采用的技术方案如下：一种便携式数据采集分析仪器，其包括核心控制单元、开关量采集单元、模拟量采集单元、通信单元、蓄电池供电单元以及笔记本电脑；所述开关量采集单元、模拟量采集单元的I/O端口分别和核心控制单元的相应端口双相连接，所述核心控制单元的通信端口经通信单元连接笔记本电脑；所述蓄电池供电单元的供电端口分别连接核心控制单元、开关量采集单元、模拟量采集单元和通信单元的电源端。进一步的，所述核心控制单元包括控制器芯片U7、晶振Y1、电容C9和电容C10；所述控制器芯片U7的晶振输入引脚23与所述电容C9串联后接地；所述控制器芯片U7的晶振输入引脚24与电容C10串联后接地；所述晶振Y1的输出端1与所述控制器芯片U7的晶振输入端24连接；所述晶振Y1的输出端2与所述控制器芯片U7的晶振输入端23连接。进一步的，所述开关量采集单元包括光耦U3、光耦U4、电阻R1~电阻R17、总线收发器U5和接线端子J1；所述光耦U3的输入端口1、端口3、端口5、端口7分别与接线端子J1的端口1~端口4连接；所述光耦U3的输入端口2、端口4、端口6、端口8分别与电阻R1~电阻R4对应串联后接地；所述光耦U3的输出端口10、端口12、端口14、端口16分别与电阻R9~电阻R12对应串联后接+3.3V；所述光耦U3的端口9、端口11、端口13、端口15分别接地；所述光耦U4的输入端口1、端口3、端口5、端口7分别与接线端子J1的端口5~端口8连接；所述光耦U4的输入端口2、端口4、端口6、端口8分别与电阻R5~电阻R8对应串联后接地；所述光耦U4的输出端口10、端口12、端口14、端口16分别与电阻R13~电阻R16对应串联后接+3.3V；所述光耦U4的端口9、端口11、端口13、端口15分别接地；所述总线收发器U5的输入端口2~端口9分别与光耦U3和光耦U4的输出端口10、端口12、端口14、端口16对应连接；所述总线收发器U5的输入端口1与所述电阻R17串联后接+3.3V；所述总线收发器U5的电源端20接+3.3V；所述总线收发器U5的接地端10接地；所述总线收发器U5的片选端19与所述控制器芯片U7的输出端44连接；所述总线收发器U5的数据端口11~端口18分别与所述控制器芯片的数据端口85、端口86、端口114、端口115、端口58、端口59、端口60、端口63对应连接；所述接线端子J1的端口20~端口39接地；所述接线端子J1的端口9接+3.3V；所述接线端子J1的端口10接+5V。进一步的，所述模拟量采集单元包括模数采样芯片U2和电容C5~电容C8；所述模数采样芯片U2的输入端口49、端口51、端口53、端口55、端口57、端口59、端口61、端口63分别与所述接线端子J1的输出端口11~端口18对应连接；所述模数采样芯片U2的输入端口50、端口52、端口54、端口56、端口58、端口60、端口62、端口64、端口2、端口26、端口35、端口40、端口41、端口43、端口46、端口47接地；所述模数采样芯片U2的电源端口1、端口38、端口48接+5V；所述模数采样芯片U2的电源端口7、端口23、端口34接+3.3V；所述模数采样芯片U2的数据端口16~端口22、端口24、端口25、端口27~端口33分别与所述控制器芯片U7的数据端口85、端口86、端口114、端口115、端口58、端口59、端口60、端口63~端口68、端口77~端口79对应连接；所述模数采样芯片U2的端口8~端口16分别与所述控制器芯片U7的输出端口137、端口136、端口135、端口134、端口133、端口48、端口47、端口46、端口73对应连接；所述模数采样芯片U2的端口36、端口39、端口42分别与所述电容C5、电容C6、电容C7对应串联后接地；所述模数采样芯片U2的端口44、端口45并联后与所述电容C8串联后接地。进一步的，所述通信单元包括以太网控制器U6、网络插座变压器J2、电阻R18、R19、R20、电容C11~电容C17和晶振Y2；所述以太网控制器U6的测试端41脚接地；所述以太网控制器U6的电源端23脚、30脚、42脚接+3.3V；所述以太网控制器U6的接地端15脚、33脚、45脚接地；所述以太网控制器U6的内部接收电源端2脚与内部发送电源端9脚并联后接+2.5V；所述以太网控制器U6的接地端5脚、6脚、47脚、48脚接地；所述以太网控制器U6的晶振输入端44脚与电容C13串联后接地；所述以太网控制器U6的晶振输出端43脚与电容C14串联后接地；所述以太网控制器U6的能带隙端1脚与电阻R20串联后接地；所述以太网控制器U6的中断输出端34脚与电阻R19串联后接+3.3V；所述以太网控制器U6的EEPROM时钟端20脚与电阻R18串联后接+3.3V；所述以太网控制器U6的输入端口32脚、35脚、36脚、37脚分别与所述控制器芯片U7的输出端口142、端口141、端口140、端口139对应连接；所述以太网控制器U6的复位端40脚与所述控制器芯片U7的复位端口25连接；所述网络插座变压器J2的差分发射正极端1脚与所述以太网控制器U6差分发射正极端7脚相连；所述网络插座变压器J2的差分发射负极端2脚与所述以太网控制器U6差分发射负极端8脚相连；所述网络插座变压器J2的差分接收正极端3脚与所述以太网控制器U6差分接收正极端3脚相连；所述网络插座变压器J2的差分接收负极端6脚与所述以太网控制器U6差分接收负极端4脚相连；所述网络插座变压器J2的电源端4脚、5脚并联后接+2.5V；所述网络插座变压器J2的电源端9脚、12脚接+3.3V；；所述网络插座变压器J2的LED1端10脚与所述以太网控制器U6的LED1输出端39脚相连；所述网络插座变压器J2的LED2端11脚与所述以太网控制器U6的LED2输出端38脚相连；所述网络插座变压器J2通过网线与所述笔记本电脑的网络端口连接；所述电容C11并接于所述以太网控制器U6的电源端23脚与接地端15脚之间；所述电容C15并接于所述以太网控制器U6的电源端30脚与接地端33脚之间；所述电容C17并接于所述以太网控制器U6的电源端42脚与接地端45脚之间；所述电容C12并接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式数据采集分析仪器，其特征在于：其包括核心控制单元（1）、开关量采集单元（2）、模拟量采集单元（3）、通信单元（4）、蓄电池供电单元（5）以及笔记本电脑（6）；所述开关量采集单元（2）、模拟量采集单元（3）的I/O端口分别和核心控制单元（1）的相应端口双相连接，所述核心控制单元（1）的通信端口经通信单元（4）连接笔记本电脑（6）；所述蓄电池供电单元（5）的供电端口分别连接核心控制单元（1）、开关量采集单元（2）、模拟量采集单元（3）和通信单元（4）的电源端。

【技术特征摘要】
1.一种便携式数据采集分析仪器，其特征在于：其包括核心控制单元（1）、开关量采集单元（2）、模拟量采集单元（3）、通信单元（4）、蓄电池供电单元（5）以及笔记本电脑（6）；所述开关量采集单元（2）、模拟量采集单元（3）的I/O端口分别和核心控制单元（1）的相应端口双相连接，所述核心控制单元（1）的通信端口经通信单元（4）连接笔记本电脑（6）；所述蓄电池供电单元（5）的供电端口分别连接核心控制单元（1）、开关量采集单元（2）、模拟量采集单元（3）和通信单元（4）的电源端。2.根据权利要求1所述的一种便携式数据采集分析仪器，其特征在于：所述核心控制单元（1）包括控制器芯片U7、晶振Y1、电容C9和电容C10；所述控制器芯片U7的晶振输入引脚23与所述电容C9串联后接地；所述控制器芯片U7的晶振输入引脚24与电容C10串联后接地；所述晶振Y1的输出端1与所述控制器芯片U7的晶振输入端24连接；所述晶振Y1的输出端2与所述控制器芯片U7的晶振输入端23连接。3.根据权利要求2所述的一种便携式数据采集分析仪器，其特征在于：所述开关量采集单元（2）包括光耦U3、光耦U4、电阻R1~电阻R17、总线收发器U5和接线端子J1；所述光耦U3的输入端口1、端口3、端口5、端口7分别与接线端子J1的端口1~端口4连接；所述光耦U3的输入端口2、端口4、端口6、端口8分别与电阻R1~电阻R4对应串联后接地；所述光耦U3的输出端口10、端口12、端口14、端口16分别与电阻R9~电阻R12对应串联后接+3.3V；所述光耦U3的端口9、端口11、端口13、端口15分别接地；所述光耦U4的输入端口1、端口3、端口5、端口7分别与接线端子J1的端口5~端口8连接；所述光耦U4的输入端口2、端口4、端口6、端口8分别与电阻R5~电阻R8对应串联后接地；所述光耦U4的输出端口10、端口12、端口14、端口16分别与电阻R13~电阻R16对应串联后接+3.3V；所述光耦U4的端口9、端口11、端口13、端口15分别接地；所述总线收发器U5的输入端口2~端口9分别与光耦U3和光耦U4的输出端口10、端口12、端口14、端口16对应连接；所述总线收发器U5的输入端口1与所述电阻R17串联后接+3.3V；所述总线收发器U5的电源端20接+3.3V；所述总线收发器U5的接地端10接地；所述总线收发器U5的片选端19与所述控制器芯片U7的输出端44连接；所述总线收发器U5的数据端口11~端口18分别与所述控制器芯片的数据端口85、端口86、端口114、端口115、端口58、端口59、端口60、端口63对应连接；所述接线端子J1的端口20~端口39接地；所述接线端子J1的端口9接+3.3V；所述接线端子J1的端口10接+5V。4.根据权利要求3所述的一种便携式数据采集分析仪器，其特征在于：所述模拟量采集单元（3）包括模数采样芯片U2和电容C5~电容C8；所述模数采样芯片U2的输入端口49、端口51、端口53、端口55、端口57、端口59、端口61、端口63分别与所述接线端子J1的输出端口11~端口18对应连接；所述模数采样芯片U2的输入端口50、端口52、端口54、端口56、端口58、端口60、端口62、端口64、端口2、端口26、端口35、端口40、端口41、端口43、端口46、端口47接地；所述模数采样芯片U2的电源端口1、端口38、端口48接+5V；所述模数采样芯片U2的电源端口7、端口23、端口34接+3.3V；所述模数采样芯片U2的数据端口16~端口22、端口24、端口25、端口27~端口33分别与所述控制器芯片U7的数据端口85、端口86、端口114、端口115、端口58、端口59、端口60、端口63~端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春来，张福东，任素龙，殷喆，袁晓磊，彭钢，
申请(专利权)人：河北省电力建设调整试验所，国家电网公司，国网河北省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13