一种振弦式传感器的多通道数据采集终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种振弦式传感器的多通道数据采集终端，包括通道选择模块、激振模块、拾振模块、温度检测模块、微控制器模块、通信模块、显示模块、按键模块和时钟模块，通道选择模块分别与激振模块、拾振模块和温度检测模块连接，微控制器模块分别与激振模块、拾振模块、温度检测模块、通信模块、显示模块、按键模块和时钟模块连接；本实用新型专利技术的多通道数据采集终端支持4通道振弦式传感器检测，数据采集终端与监控中心采用485总线标准通信，数据采集终端之间互不干扰，使得系统中某个数据采集终端的故障不会影响其它数据采集终端的工作；且本实用新型专利技术的选择模块、激振模块、拾振模块及温度检测模块不仅性能优越而且成本低，适于大规模推广应用。

A multi-channel data acquisition terminal for vibrating wire sensor

The utility model discloses a multi-channel data acquisition terminal for a vibrating string sensor, which includes a channel selection module, a vibration excitation module, a vibration pickup module, a temperature detection module, a microcontroller module, a communication module, a display module, a key module and a clock module. The channel selection module is separately from the exciting module, the vibration pickup module and the vibration pickup module. The module is connected with the temperature detection module. The microcontroller module is connected with the excitation module, the vibration pickup module, the temperature detection module, the communication module, the display module, the key module and the clock module. The multi-channel data acquisition terminal of the utility model supports 4 channel vibration chord sensor detection, and the data acquisition terminal and the monitoring center adopt 485. Bus standard communication, data acquisition terminals do not interfere with each other, so that the fault of a data acquisition terminal in the system will not affect the work of other data acquisition terminals, and the selection module, excitation module, vibration pick-up module and temperature detection module of the utility model are not only superior in performance and low in cost, but also suitable for large-scale popularization. Application.

【技术实现步骤摘要】
一种振弦式传感器的多通道数据采集终端
本技术涉及传感器
，特别地，涉及一种振弦式传感器的多通道数据采集终端。
技术介绍
振弦式传感器广泛用在大坝、桥梁等工程
以监测岩土所受的应力和形变，由于其输出的是频率信号而不是电压信号，可远距离传输而不带来附加误差，故适合多点远传和遥测。而且这种传感器具有结构简单、准确度高、重复性好、长期稳定等特点，因而非常适合自动化监测。振弦式传感器的基本原理是钢弦所受的应力与钢弦振动的固有频率成一定比例关系，因此只要标定出传感器的输出频率f与所受外力F的对应关系，应用时即可通过测量f而推算出所受应力F的值。振弦式传感器工作时由激振电路驱动电磁线圈，当信号的频率和振弦的固有频率相接近时，振弦迅速达到共振状态，振动产生的感应电动势通过检测电路滤波、放大、整形送给微控制器，微控制器根据接收的信号，通过软件方式反馈给激振电路驱动电磁线圈。通过反馈，弦能在电磁线圈产生的变化磁场驱动下在本振频率点振动。当激振信号撤去后，弦由于惯性作用仍然振动。微控制器通过测量感应电动势脉冲周期，即可测得弦的振动频率，最后将所测数据显示出来。目前已公开的采集装置/采集技术在一次采集过程中只能完成对一支传感器的数据采集，例如现有的手持式读数仪。这大大降低了针对振弦式传感器的数据采集效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种振弦式传感器的多通道数据采集终端，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种振弦式传感器的多通道数据采集终端，包括通道选择模块、激振模块、拾振模块、温度检测模块、微控制器模块、通信模块、显示模块、按键模块和时钟模块，所述通道选择模块分别与所述激振模块、拾振模块和温度检测模块连接，所述微控制器模块分别与所述激振模块、拾振模块、温度检测模块、通信模块、显示模块、按键模块和时钟模块连接；所述通道选择模块与多路振弦式传感器分别连接，用于选择相应的所述振弦式传感器与所述激振模块、所述拾振模块和所述温度检测模块连接。优选的，所述通道选择模块包括四个通道选择电路，每个所述通道选择电路均包括电阻R1、电阻R2、三极管Q1、二极管D1、继电器A5W-K和传感器接线口J10，所述电阻R1的一端用于与所述激振模块连接、另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述电阻R2的两端分别与所述三极管Q1的基极和发射极连接；所述三极管Q1的集电极与所述继电器的输入端连接，所述三极管Q1的集电极和所述传感器接线口分别与所述继电器A5W-K连接，所述二极管D1的正极与所述继电器A5W-K的接地端连接，所述二极管D1的负极连接在所述三极管Q1的集电极与所述继电器A5W-K之间的线路上。优选的，所述通道选择模块包括四个CD4066电子开关芯片，所述CD4066电子开关芯片的4路开关分别与一路所述振弦式传感器的4根信号线相连接。优选的，所述激振模块包括电阻R3、电阻R4、三极管Q2、三极管Q3和续流二极管D2，所述电阻R3的一端分别与所述三极管Q2和三极管Q3的基极连接、另一端用于与所述微控制器模块连接，所述电阻R4的一端连接在所述电阻R3与所述微控制器模块之间的线路上、另一端分别与所述三极管Q2和三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q2和三极管Q3的发射极与所述振弦式传感器连接，所述续流二极管D2的负极连接在所述三极管Q2和三极管Q3的发射极与所述振弦式传感器之间的线路上，所述续流二极管D2的正极与所述振弦式传感器的接地端连接。优选的，所述拾振模块包括滤波电路和信号放大整形电路，所述包括低通滤波器和高通滤波器，所述信号放大整形电路包括依次连接的一级放大电路、二级放大电路和三级放大电路，所述高通滤波器的输出端与所述一级放大电路的输入端连接。优选的，所述低通滤波器包括运算放大器A1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C2，所述运算放大器A1的正相输入端与所述振弦式传感器的输出端之间依次串联有所述电阻R5和电阻R6，所述运算放大器A1的反相输入端经所述电阻R7接地，所述运算放大器A1的反相输入端与所述运算放大器A1输出端之间串联有所述电阻R8，所述电容C1的一端连接在所述电阻R5与电阻R6之间的线路上、另一端与所述运算放大器A1输出端连接，所述电容C2一端连接在所述电阻R6与所述运算放大器A1的正相输入端之间的线路上、另一端接地；所述高通滤波器包括运算放大器A2、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C3和电容C4，所述运算放大器A2的正相输入端与所述第而运算放大器A1的输出端之间依次串联有所述电容C3和电容C4，所述运算放大器A2的反相输入端经所述电阻R11接地，所述运算放大器A2的反相输入端与所述运算放大器A2输出端之间串联有所述电阻R12，所述电阻R9一端连接在所述电容C3与电容C4之间的线路上、另一端与所述运算放大器A2输出端连接，所述电阻R10一端连接在所述电容C4与所述运算放大器A2的正相输入端之间的线路上、另一端接地。优选的，所述一级放大电路包括电压比较器B1、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C5和电容C6，所述电阻R15和所述电容C6并联后一端与所述电压比较器B1的正相输入端连接、另一端接地，所述电阻R16的一端连接在所述电阻R15和所述电容C6并联后与所述电压比较器B1连接线上，所述电阻R16的另一端与电源连接，所述电容C5和电阻R13依次串联后与所述电压比较器B1的负相输入端连接，所述电阻R14的一端连接在所述电阻R13与所述电压比较器B1的负相输入端连接、另一端与所述电压比较器B1的输出端连接；所述二级放大电路包括电压比较器B2和电容C7，所述电容C7的一端与所述电压比较器B1的输出端连接、另一端与所述电压比较器B2的正相输入端连接，所述电压比较器B2的输出端与所述电压比较器B2的负相输入端连接；所述三级放大电路包括电压比较器B3、变位电阻器R17、电容C8和电容C9，所述电容C8的一端与所述电压比较器B2的输出端连接、另一端与所述电压比较器B3的正相输入端连接，所述变位电阻器R17和所述电容C9并联后与所述电压比较器B3的负相输入端连接，所述电容C10的一端与所述电压比较器B3的输出端连接、另一端接地，所述电阻R18的一端连接在所述电压比较器B3的输出端与所述电容C10连接的线路上、另一端接电源。优选的，所述温度检测模块包括TL431芯片搭建的恒流源电路。优选的，所述微控制器模块采用STC12C5A60S2系列微控制器。相比于现有技术，本技术具有以下有益效果：本技术的一种振弦式传感器的多通道数据采集终端，包括通道选择模块、激振模块、拾振模块、温度检测模块、微控制器模块、通信模块、显示模块、按键模块和时钟模块。本技术的多通道数据采集终端支持4通道振弦式传感器检测，数据采集终端与监控中心采用485总线标准通信，数据采集终端之间互不干扰，使得系统中某个数据采集终端的故障不会影响其它数据采集终端的工作；且本技术设计的选择模块、激振模块、拾振模块及温度检测模块不仅性能优越而且成本低，适于大规模推广应用。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振弦式传感器的多通道数据采集终端，其特征在于，包括通道选择模块(1.1)、激振模块(1.2)、拾振模块(1.3)、温度检测模块(1.4)、微控制器模块(1.5)、通信模块(1.6)、显示模块(1.7)、按键模块(1.8)和时钟模块(1.9)，所述通道选择模块(1.1)分别与所述激振模块(1.2)、拾振模块(1.3)和温度检测模块(1.4)连接，所述微控制器模块(1.5)分别与所述激振模块(1.2)、拾振模块(1.3)、温度检测模块(1.4)、通信模块(1.6)、显示模块(1.7)、按键模块(1.8)和时钟模块(1.9)连接；所述通道选择模块与多路振弦式传感器(2.1)别连接，用于选择相应的所述振弦式传感器与所述激振模块、所述拾振模块和所述温度检测模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种振弦式传感器的多通道数据采集终端，其特征在于，包括通道选择模块(1.1)、激振模块(1.2)、拾振模块(1.3)、温度检测模块(1.4)、微控制器模块(1.5)、通信模块(1.6)、显示模块(1.7)、按键模块(1.8)和时钟模块(1.9)，所述通道选择模块(1.1)分别与所述激振模块(1.2)、拾振模块(1.3)和温度检测模块(1.4)连接，所述微控制器模块(1.5)分别与所述激振模块(1.2)、拾振模块(1.3)、温度检测模块(1.4)、通信模块(1.6)、显示模块(1.7)、按键模块(1.8)和时钟模块(1.9)连接；所述通道选择模块与多路振弦式传感器(2.1)别连接，用于选择相应的所述振弦式传感器与所述激振模块、所述拾振模块和所述温度检测模块连接。2.根据权利要求1所述的多通道数据采集终端，其特征在于，所述通道选择模块(1.1)包括四个通道选择电路，每个所述通道选择电路均包括电阻R1、电阻R2、三极管Q1、二极管D1、继电器A5W-K和传感器接线口J10，所述电阻R1的一端用于与所述激振模块(1.2)连接、另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述电阻R2的两端分别与所述三极管Q1的基极和发射极连接；所述三极管Q1的集电极与所述继电器的输入端连接，所述三极管Q1的集电极和所述传感器接线口分别与所述继电器A5W-K连接，所述二极管D1的正极与所述继电器A5W-K的接地端连接，所述二极管D1的负极连接在所述三极管Q1的集电极与所述继电器A5W-K之间的线路上。3.根据权利要求1所述的多通道数据采集终端，其特征在于，所述通道选择模块(1.1)包括四个CD4066电子开关芯片，所述CD4066电子开关芯片的4路开关分别与一路所述振弦式传感器(2.1)的4根信号线相连接。4.根据权利要求1所述的多通道数据采集终端，其特征在于，所述激振模块(1.2)包括电阻R3、电阻R4、三极管Q2、三极管Q3和续流二极管D2，所述电阻R3的一端分别与所述三极管Q2和三极管Q3的基极连接、另一端用于与所述微控制器模块(1.5)连接，所述电阻R4的一端连接在所述电阻R3与所述微控制器模块之间的线路上、另一端分别与所述三极管Q2和三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q2和三极管Q3的发射极与所述振弦式传感器(2.1)连接，所述续流二极管D2的负极连接在所述三极管Q2和三极管Q3的发射极与所述振弦式传感器(2.1)之间的线路上，所述续流二极管D2的正极与所述振弦式传感器的接地端连接。5.根据权利要求1所述的多通道数据采集终端，其特征在于，所述拾振模块(1.3)包括滤波电路和信号放大整形电路，所述滤波电路包括低通滤波器(1.3.1)和高通滤波器(1.3.2)，所述信号放大整形电路包括依次连接的一级放大电路(1.3.3)、二级放大电路(1.3.4)和三级放大电路(1.3.5)，所述高通滤波器的输出端与所述一级放大电路的输入端连接。6.根据权利要求5所述的所述的多通道数据采集终端，其特征在于，所述低通滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，张肖峰，范智文，
申请(专利权)人：中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43