本实用新型专利技术属于电路设计技术领域，提出了一种通用式传感器数据采集装置，包括主控单元和编码器电路，编码器电路的输入端与主控单元连接，还包括继电器组一，继电器组一包括若干个并联的继电器一，每个继电器一均包括输入端一和输出端一，输出端一用于连接各种传感器，还包括数据接口一，若干个输出端一均与数据接口一连接，还包括继电器组二，继电器组二包括若干个并联的继电器二，每个继电器二均包括输入端二和输出端二，输入端二与编码器电路的输出端连接，输出端二与数据接口一、编码器电路的输出端均连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中传感器采集MCU板功能单一、通用性差的问题。
A general sensor data acquisition device
【技术实现步骤摘要】
一种通用式传感器数据采集装置
本技术属于电路设计
，涉及一种通用式传感器数据采集装置。
技术介绍
水库建成后，由于水位地基条件的改变，对大坝、基岩、坝肩、岸坡及地下建筑物的工作状态都会产生很大影响。特别是大坝蓄水后，对大坝产生了水压荷载，因此，大坝安全监测是大坝安全蓄水与运行的重要安全保证。目前常见的安全监测方法是在观测点安装传感器，然后由相应的MCU板采集传感器数据，对传感器数据进行处理、存储和显示。由于现场使用的传感器种类众多，通常在一个观测点或相近的若干个观测点安置着振弦、差阻、位移传感器，使用传统的一块单用途MCU板无法完成对三种不同类型的传感器的数据采集，只能使用多块，造成了硬件资源的浪费、成本的增加。
技术实现思路
本技术提出一种，解决了现有技术中传感器采集MCU板功能单一、通用性差的问题。本技术的技术方案是这样实现的：包括测量管理电路，包括主控单元、编码器电路和测量电路，所述编码器电路的输入端与所述主控单元连接，继电器组一，包括若干个并联的继电器一，每个所述继电器一均包括输入端一和输出端一，所述输出端一用于连接各种传感器，数据接口一，若干个所述输出端一均与所述数据接口一连接，继电器组二，包括若干个并联的继电器二，每个所述继电器二均包括输入端二和输出端二，所述输入端二与所述编码器电路的输出端连接，所述输出端二与所述数据接口一、所述测量电路均连接。进一步，还包括总线收发器，所述总线收发器的输入端与所述主控单元连接，所述总线收发器的输出端与所述输入端二、所述编码器电路均连接。进一步，还包括检测通道，所述检测通道包括继电器组三、数据接口二和开关管电路，所述继电器组三包括输入端三和输出端三，所述输入端三通过所述开关管电路与所述主控单元连接，所述输出端三与所述数据接口二连接，所述数据接口二还与所述输出端二连接。进一步，所述测量电路包括振弦传感器测量电路，所述振弦传感器测量电路包括与所述主控单元连接的控制单元一，还包括均与所述控制单元一连接的频率测量电路和温度测量电路，所述频率测量电路包括激振电路、放大电路和锁相环电路，所述激振电路的输入端与所述控制单元一连接，所述激振电路的输出端与所述输入端二连接，所述放大电路的输入端与所述激振电路的输出端连接，所述放大电路的输出端通过锁相环电路与所述控制单元一连接，所述温度测量电路包括依次连接的同步电压/频率转换器和电平转换电路，所述同步电压/频率转换器的输入端与所述输入端二连接，所述电平转换电路与所述控制单元一连接。进一步，所述测量电路还包括差阻传感器测量电路，所述差阻传感器测量电路包括依次连接的模拟开关电路、AD采样电路一和控制单元二，所述模拟开关电路的输入端与所述输入端二连接，所述控制单元二与所述主控单元连接。进一步，所述测量电路还包括位移传感器测量电路，所述位移传感器测量电路包括依次连接的传感器接口电路、AD采样电路二和控制单元三，所述传感器接口电路与所述输入端二连接，所述控制单元三与所述主控单元连接。进一步，还包括与所述主控单元连接的遥控接收电路。进一步，还包括均与所述主控单元连接的CAN通信电路和以太网通信电路。进一步，所述控制单元一包括RS232通信电路一、所述控制单元二包括RS232通信电路二、所述控制单元三包括RS232通信电路三，所述RS232通信电路一、所述RS232通信电路二和所述RS232通信电路三均与所述主控单元连接。本技术的工作原理及有益效果为：1、本技术在使用时，将多种传感器分别接入继电器组一中对应的继电器一，主控单元通过输入端一，使预选通的传感器数据接入输出端一，输出端一接入数据接口一，同时，主控单元通过输入端二，使数据接口一与输出端二连接，并通过输出端二最终接入测量电路，由测量电路进行传感器数据的计算。其中，编码器的设置实现了多路信号的编码，主控单元对多种传感器分时选通，工作人员可以根据需要选择不同的传感器、进行相应传感器数据的测量，避免了现场更换传感器的麻烦。本技术用中主控单元通过编码器电路，实现对继电器组一和继电器组二的切换控制，进而实现了多种传感器的数据采集，通用性强、不仅有利于简化现场操作，而且有利于节约硬件资源、降低成本。2、本技术中主控单元与输入端二、主控单元与编码器之间均通过总线收发器连接，实现信号隔离，避免继电器组一和继电器组二的干扰信号进入测量管理电路，影响测量管理电路的工作；同时，总线收发器能够增强测量管理电路的驱动能力，满足编码器和输入端二的驱动要求。3、本技术正常工作时，传感器信号由继电器组一接入测量管理电路，当出现故障时，可以将传感器单独接入检测通道进行检测，因继电器组一的输入端一依次通过编码器、总线收发器与主控单元连接，继电器组三的输入端三通过开关管电路与主控单元连接，输入端一和输入端三分别通过不同的通道与主控单元连接，这样，便于排查故障点的位置。4、本技术中继电器组二可以划分为三组，分别为传感器接入控制电路一、传感器接入控制电路二和传感器接入控制电路三，传感器接入控制电路一导通时，振弦传感器的数据送入振弦传感器测量电路，进行振弦传感器数据的采集。振弦传感器测量电路包括频率测量电路和温度测量电路，其中频率测量电路的工作原理为：控制单元一输出方波信号，并经激振电路输出到振弦传感器的频率信号端子，振弦传感器反馈一个频率信号到激振电路的输出端，放大电路将激振电路输出端的信号进行放大、然后送入锁相环电路进行频率检测，并把频率检测结果传送到控制单元一进行频率计算；温度测量的工作原理为：振弦传感器输出的压力信号TEMP_A和TEMP_B经同步电压/频率转换器转换为频率信号，再经电平转换电路转换为控制单元一能够识别的电平信号，送入控制单元一进行温度计算。5、本技术中传感器接入控制电路二导通时，差阻传感器的数据送入差阻传感器测量电路，进行差阻传感器数据的采集。其中模拟开关电路将差阻传感器不同端子的数据分时的送入AD采样电路一，避免不同端子间相互影响，AD采样电路二采用差分方式采样，有利于提高采样精度。6、本技术中传感器接入控制电路三导通时，位移传感器的数据送入位移传感器测量电路，进行位移传感器数据的采集。其中，传感器接口电路用于将位移传感器的输入信号转换为差分信号，然后送入AD采样电路二进行差分采样，最后送入控制单元三进行计算。7、本技术中工作人员可以通过遥控器将需要选通的传感器信号发送给主控单元，主控单元分别向输入端一、输入端二和输入端三发送控制信号，控制继电器组一、继电器组二和继电器组三的导通和关断，实现对应传感器信号的接入。8、本技术中控制单元一、控制单元二和控制单元三均与主控单元连接，将振弦传感器数据、差阻传感器数据和位移传感器数据发送给主控单元，主控单元可以通过CAN通信电路或以太网通信电路将各种传感器数据发给PC机，便于对各种传感器数据进行监控和分析。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通用式传感器数据采集装置，用于多种传感器的数据采集，其特征在于：包括/n测量管理电路(1)，包括主控单元(101)、编码器电路(102)和测量电路(104)，所述编码器电路(102)的输入端与所述主控单元(101)连接，/n继电器组一(2)，包括若干个并联的继电器一(21)，每个所述继电器一(21)均包括输入端一(211)和输出端一(212)，所述输出端一(212)用于连接各种传感器，/n数据接口一(3)，若干个所述输出端一(212)均与所述数据接口一(3)连接，/n继电器组二(4)，包括若干个并联的继电器二(41)，每个所述继电器二(41)均包括输入端二(411)和输出端二(412)，所述输入端二(411)与所述编码器电路(102)的输出端连接，所述输出端二(412)与所述数据接口一(3)、所述测量电路(104)均连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种通用式传感器数据采集装置，用于多种传感器的数据采集，其特征在于：包括
测量管理电路(1)，包括主控单元(101)、编码器电路(102)和测量电路(104)，所述编码器电路(102)的输入端与所述主控单元(101)连接，
继电器组一(2)，包括若干个并联的继电器一(21)，每个所述继电器一(21)均包括输入端一(211)和输出端一(212)，所述输出端一(212)用于连接各种传感器，
数据接口一(3)，若干个所述输出端一(212)均与所述数据接口一(3)连接，
继电器组二(4)，包括若干个并联的继电器二(41)，每个所述继电器二(41)均包括输入端二(411)和输出端二(412)，所述输入端二(411)与所述编码器电路(102)的输出端连接，所述输出端二(412)与所述数据接口一(3)、所述测量电路(104)均连接。
2.根据权利要求1所述的一种通用式传感器数据采集装置，其特征在于：还包括总线收发器(103)，所述总线收发器(103)的输入端与所述主控单元(101)连接，所述总线收发器(103)的输出端与所述输入端二(411)、所述编码器电路(102)均连接。
3.根据权利要求1所述的一种通用式传感器数据采集装置，其特征在于：还包括检测通道(7)，所述检测通道(7)包括继电器组三(71)、数据接口二(72)和开关管电路(73)，所述继电器组三(71)包括输入端三(711)和输出端三(712)，所述输入端三(711)通过所述开关管电路(73)与所述主控单元(101)连接，所述输出端三(712)与所述数据接口二(72)连接，所述数据接口二(72)还与所述输出端二(412)连接。
4.根据权利要求1所述的一种通用式传感器数据采集装置，其特征在于：所述测量电路(104)包括振弦传感器测量电路(8)，所述振弦传感器测量电路(8)包括与所述主控单元(101)连接的控制单元一(83)，还包括均与所述控制单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，董旭龙，易长春，祝恩斌，李志洪，高冠群，高艳娜，
申请(专利权)人：哈尔滨今星微电子科技有限公司，河北张河湾蓄能发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：黑龙;23
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