一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡，其包括有具有PCIE接口的FPGA,依次连接的恒流源模块、用于与IEPE传感器连接的IEPE接口、滤波电路、以及ADC采集模块，所述ADC采集模块通过隔离控制模块与所述FPGA连接，且所述隔离控制模块还与所述滤波电路连接；所述采集卡还包括有电源模块，该电源模块与所述FPGA、恒流源模块、滤波电路以及隔离控制模块均连接。利用本实用新型专利技术提供的采集卡，可直接插入到电脑端的PCIE插槽内，从而可以方便地将采集卡采集的数据快速高效地传输至电脑上，或者方便地供电脑端进行读取数据。

A 8 channel IEPE sensor signal acquisition card based on PCIE

The utility model discloses an 8-channel IEPE sensor signal acquisition card based on PCIE, which comprises an FPGA with PCIE interface, a constant current source module connected sequentially, an IEPE interface used for connecting with the IEPE sensor, a filtering circuit, and an ADC acquisition module. The ADC acquisition module is connected with the FPGA through an isolation control module. The isolation control module is also connected with the filter circuit, and the acquisition card also comprises a power module which is connected with the FPGA, the constant current source module, the filter circuit and the isolation control module. The acquisition card provided by the utility model can be directly inserted into the PCIE slot of the computer end, so that the data collected by the acquisition card can be conveniently transmitted to the computer quickly and efficiently, or the computer end can be conveniently supplied for reading data.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡
本技术涉及一种信号采集卡，具体涉及一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡。
技术介绍
近年来，随着人类科技发展与各行各业生产力的不断提高，机械设备行业也在不断前进，并且设备正在往越来越大型、越来越智能的方向不断发展。国民经济各个部门和工业领域都广泛使用各种高效、多功能、大功率的大型复杂机电一体化系统。这些复杂的机电一体化系统是各部门的关键设备，一旦发生故障，需要停机检修，轻者影响产量，重者将会导致整个生产线乃至整个工厂停产，甚至出现人员伤亡的事故。此时，机械设备诊断这门以前没有的学科应运而生。机械设备诊断是多种技术和理论的综合运用，能主动发现及报警有隐患故障设备，及时发现在生产事故出现之前的种种症状，并采取相应的预防措施。随着科技发展,特别是随着PC机的大量推广使用和数学计算理论方法的结合,特别是FFT算法的引入，振动信号的处理分析和设备诊断技术前进了一大步。传感器和计算机技术的快速发展，利用各种传感器、多通道的数据采集卡以及高性能的计算机，来替代昂贵的专用监测仪器成为一种潮流，而IEPE(IntegratedElectronicsPiezoElectric压电集成电路，是指一种自带电量放大器或电压放大器的加速度传感器)传感器，是目前主要用于测量机械振动的传感器。现有的IEPE传感器信号采集卡，存在着不便于电脑端读取数据的缺陷，因此有必要对现有的采集卡进行改进。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可方便地供电脑端获取数据的、基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡。本技术是通过以下技术方案实现的：一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡，其包括有具有PCIE接口的FPGA,依次连接的恒流源模块、用于与IEPE传感器连接的IEPE接口、滤波电路、以及ADC采集模块，所述ADC采集模块通过隔离控制模块与所述FPGA连接，且所述隔离控制模块还与所述滤波电路连接；所述采集卡还包括有电源模块，该电源模块与所述FPGA、恒流源模块、滤波电路以及隔离控制模块均连接。优选地，所述滤波电路为由相互连接的放大电路和程控低通滤波电路组成。优选地，所述放大电路的主控芯片为精密运放OPA4192，程控低通滤波电路的主控芯片为CD4051。优选地，所述隔离控制模块包括有光耦隔离模块和ADC驱动信号隔离模块。优选地，所述恒流源模块中的主控芯片为LM334Z；所述ADC采集模块的主控芯片为MAX11158。优选地，所述FPGA的芯片型号为EP2AGX125EF35；所述采集卡具有8个采集通道。本技术提供的采集卡，可直接插入到电脑端的PCIE插槽内，从而可以方便地将采集卡采集的数据快速高效地传输至电脑上，或者方便地供电脑端进行读取数据。附图说明图1是本技术所述采集卡的电路结构示意框图。图2是本技术其中一实施例的所述采集卡的电路结构示意框图。图3是本技术实施例所述ADC驱动信号隔离模块的电路结构示意图。图4是本技术实施例所述滤波电路的电路结构示意图。图5是本技术实施例所述恒流源模块的电路结构示意图。图6是本技术实施例所述ADC采集模块的电路结构示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细描述。如附图1所示，一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡，其包括有具有PCIE接口的FPGA,依次连接的恒流源模块、用于与IEPE传感器连接的IEPE接口、滤波电路、以及ADC采集模块，所述ADC采集模块通过隔离控制模块与所述FPGA连接，且所述隔离控制模块还与所述滤波电路连接；所述采集卡还包括有电源模块，该电源模块与所述FPGA、恒流源模块、滤波电路以及隔离控制模块均连接。本实施例中，所述采集卡具有8个采集通道，每个采集通道包括恒流源模块、IEPE接口、滤波电路、ADC采集模块以及隔离控制模块，如附图2所示。其中，在附图2中，只画出了其中一个采集通道的电源模块，其余采集通道的电源模块均省略。本实施例中的电源模块属于现有技术可实现的功能模块，在此不再详述。作为优选的实施例，所述隔离控制模块包括有光耦隔离模块和ADC驱动信号隔离模块。其中，光耦隔离模块负责FPGA控制模拟开关的信号隔离，而ADC驱动信号隔离模块负责ADC驱动信号的隔离。本实施例中，ADC驱动信号隔离模块有主控ADuM141E1BRZ组成，具体如附图3所示；而光耦隔离模块则由光耦TLP521-4组成。在其中一个优选的实施例中，所述滤波电路为由相互连接的放大电路和程控低通滤波电路组成，其中放大电路的主控芯片为精密运放OPA4192，程控低通滤波电路的主控芯片为CD4051。所述滤波电路的具体电路结构如附图4所示，在附图4中，其只是画出了其中一组放大电路和程控低通滤波电路的电路结构，实际应用中可以根据具体需要增加放大电路和程控低通滤波电路的数量。本实施例中，所述滤波电路具有500Hz、1KHz、2KHz、5KHz、10KHz、20KHz、50KHz和全通等8种滤波状态。本实施例中，所述IEPE接口负责连接IEPE传感器，并把传感器的压电信号进行隔直，去直流后只保留交流信号给后面的滤波电路。所述恒流源模块中的主控芯片为LM334Z，具体电路结构如附图4所示，所述恒流源模块负责为IEPE传感器提供4mA的恒流信号。本实施例中，ADC采集模块由MAX11168组成，这个是16位的500K的采样率精密ADC，其负责将模拟的传感器信号转换为数字信号，其中一个采集通道的ADC采集模块的具体电路如附图6所示。在其中一个优选的实施例中，所述FPGA的芯片型号为EP2AGX125EF35；所述FPGA负责控制8个通道的ADC采集数据并进行缓存，然后通过PCIE总线将数据发送到电脑。其中，在FPGA内部设置有PCIE接口并通过使用Altera公司提供的PCIE总线IP核，从而可实现数据的PCIE接口上传。其中，所述FPGA芯片EP2AGX125EF35在本技术实现的功能属于现有技术，在此不再详述。利用本技术提供的采集卡，可直接插入到电脑端的PCIE插槽内，从而可以方便地将采集卡采集的数据快速高效地传输至电脑上，或者方便地供电脑端进行读取数据。上述实施例为本技术的较佳的实现方式，并非是对本技术的限定，在不脱离本技术的专利技术构思的前提下，任何显而易见的替换均在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡，其特征在于：所述采集卡包括有具有PCIE接口的FPGA,依次连接的恒流源模块、用于与IEPE传感器连接的IEPE接口、滤波电路、以及ADC采集模块，所述ADC采集模块通过隔离控制模块与所述FPGA连接，且所述隔离控制模块还与所述滤波电路连接；所述采集卡还包括有电源模块，该电源模块与所述FPGA、恒流源模块、滤波电路以及隔离控制模块均连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于PCIE的8通道IEPE传感器信号采集卡，其特征在于：所述采集卡包括有具有PCIE接口的FPGA,依次连接的恒流源模块、用于与IEPE传感器连接的IEPE接口、滤波电路、以及ADC采集模块，所述ADC采集模块通过隔离控制模块与所述FPGA连接，且所述隔离控制模块还与所述滤波电路连接；所述采集卡还包括有电源模块，该电源模块与所述FPGA、恒流源模块、滤波电路以及隔离控制模块均连接。2.根据权利要求1所述的采集卡，其特征在于：所述滤波电路为由相互连接的放大电路和程控低通滤波电路组成。3.根据权利要求2所述的采集卡，其特征在于：所述放...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平平，张志坚，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：广东,44