自定义量程的数据采集设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自定义量程的数据采集设备，包括主控模块、模数转换模块和数模转换模块，数模转换模块同时电连接主控模块和模数转换模块；数模转换模块用于接收主控模块发送的量程信号，将量程信号转换成电压信号；电压信号接入模数转换模块的参考电压端，模数转换模块根据参考电压端的电压值改变测量量程。用户通过主控模块发出量程信号，数模转换模块将该量程信号转换成电压信号，该电压信号接入模数转换模块的参考电压端，作为模数转换模块的参考电压V

【技术实现步骤摘要】
自定义量程的数据采集设备
本技术涉及采集设备
，具体涉及一种自定义量程的数据采集设备。
技术介绍
数据采集卡主要功能是对模拟电压信号进行测量并通过与电脑数据总线进行数据交互，将数据传至上位机软件，通过上位机软件进行量化显示。采集卡的信号种类繁多，不同的模拟量电压信号需要选择不同测量能力的采集卡，测量能力包括测量速度、测量量程和最小分辨率，常见的分辨率有8位，10位，12位，16位，24位等，这些参数由采集卡电路中的ADC芯片决定，量程和分辨率为最关键的参数，但量程越大分辨率能力却越弱，比如，一颗16位的ADC芯片，其分辨率为216＝65535，如果量程设定为0-5VDC范围，那么最小分辨率为5V/65535＝0.000076V；如果量程为0-10VDC，那么最小分辨率为10V/65535＝0.000152V，可以看出量程越大，对电压的解析分辨能力会下降，也就是说被测信号如果有轻微变化，采集卡可能无法检测到。常规的数据采集卡仅提供几个量程选项，也有固定量程的，无法做到一张采集卡适应多种模拟电压信号的测量。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种自定义量程的数据采集设备，用户可以灵活定义模数转换模块的测量量程，且在满足模数转换模块满量程规格要求下最大化其分辨率能力。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种自定义量程的数据采集设备，包括主控模块、模数转换模块和数模转换模块，所述数模转换模块同时电连接所述主控模块和模数转换模块；所述数模转换模块用于接收所述主控模块发送的量程信号，将所述量程信号转换成电压信号；所述电压信号接入所述模数转换模块的参考电压端，所述模数转换模块根据所述参考电压端的电压值改变测量量程。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述模数转换模块电连接所述主控模块，所述模数转换模块用于接收采集的模拟信号，将所述模拟信号转换成数字信号后传输至所述主控模块。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，数据采集设备还包括运放模块，所述运放模块同时电连接所述数模转换模块和模数转换模块，所述运放模块用于对所述电压信号做电压跟随、电流放大处理，处理后的所述电压信号接入所述模数转换模块的参考电压端。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述运放模块包括运算放大器，所述电压信号接入运算放大器的正相输入端，所述运算放大器的反相输入端连接器输出端，所述运算放大器的输出端连接所述模数转换模块的参考电压端。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述运算放大器的型号为OPA2277。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述模数转换模块的测量量程与其参考电压端的电压值满足以下关系：MD＝±VrefMD为模数转换模块的测量量程；VREF为模数转换模块参考电压端的电压值。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述模数转换模块包括型号为AD7175-2的模数转换芯片。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述数模转换模块包括型号为DAC8563的数模转换芯片。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，所述主控模块包括FPGA芯片。本技术一个较佳实施例中，进一步包括，数据采集设备还包括通信模块，所述通信模块与主控模块电连接，其用于将所述主控模块内存中的所述数字信号写入数据总线。本技术的有益效果：本技术的数据采集设备，用户通过主控模块发出量程信号，数模转换模块将该量程信号转换成电压信号，该电压信号接入模数转换模块的参考电压端，作为模数转换模块的参考电压Vref驱动模数转换模块，该模数转换模块根据参考电压Vref改变自身的测量量程，通过这种方式用户可以灵活定义模数转换模块的测量量程，且在满足模数转换模块满量程规格要求下最大化其分辨率能力，同时满足较高分辨率和自定义测量量程的性能。附图说明图1为本技术优选实施例中数据采集设备的模块框图；图2为本技术优选实施例中数据采集设备的结构框图；图3为本技术优选实施例中模数转换模块的电路原理图；图4为本技术优选实施例中数模转换模块和运放模块的电路原理图。图中标号说明：10-主控模块；20-模数转换模块；30-数模转换模块；40-运放模块；50-通信模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。实施例本技术实施例公开一种自定义量程的数据采集设备，参照图1所示，包括主控模块10、模数转换模块20和数模转换模块30，所述模数转换模块20电连接所述主控模块10，所述模数转换模块20用于接收采集的模拟信号，将所述模拟信号转换成数字信号后传输至所述主控模块10，数字信号存储在所述主控模块10的存储器内，或者传输至所述主控模块10中的数字信号基于USB、蓝牙、无线等方式上传至上位机。所述数模转换模块30同时电连接所述主控模块10和模数转换模块20；所述数模转换模块30用于接收所述主控模块10发送的量程信号，将所述量程信号转换成电压信号；所述电压信号接入所述模数转换模块20的参考电压端，所述模数转换模块20根据所述参考电压端的电压值改变测量量程。具体的，所述模数转换模块20的测量量程与其参考电压端的电压值满足以下关系：MD＝±Vref，或者，满量程＝2*VrefMD为模数转换模块的测量量程；VREF为模数转换模块参考电压端的电压值。具体的，用户操控主控模块10产生的量程信号控制数模转换模块30输出特定值的电压信号(模拟电压)，比如0-5VDC电压，0-2.5VDC电压，该电压信号接入模数转换模块20的参考电压端，该模拟电压用作模数转换模块20的参考电压VREF，模数转换模块20根据参考电压VREF改变自身的测量量程。比如，数模转换模块30输出的模拟电压为0-5VDC时，模数转换模块20的可测信号范围为±5VDC，模数转换模块20的分辨率与所采用的模数转换芯片(ADC芯片)的位数相关，比如，模数转换模块20采用的ADC芯片为24位，即224＝16777216，ADC芯片对电压信号的最小分辨能力为：如果模数转换模块20的可测信号范围为±5VDC，测量量程为10VDC，其最小分辨率为10/16777216＝0.000000596VDC。以此类推，数模转换模块30输出的模拟电压为0-2.5VDC时，模数转换模块20的可测信号范围为±2.5VDC，测量量程为5VDC，其最小分辨率为5/16777216＝0.000000298VDC。结合以上模数转换模块2010VDC的测量量程和5VDC的测量量程数据可知，量程越小，模数转换模块20的最小分辨电压越小，采集设备对电压的微小变化识别能力越强，同时满足较高分辨率和自定义测量量程的性能。在其它实施例中，用户通过操控主控模块10产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自定义量程的数据采集设备，其特征在于：包括主控模块、模数转换模块和数模转换模块，所述数模转换模块同时电连接所述主控模块和模数转换模块；所述数模转换模块用于接收所述主控模块发送的量程信号，将所述量程信号转换成电压信号；所述电压信号接入所述模数转换模块的参考电压端，所述模数转换模块根据所述参考电压端的电压值改变测量量程。/n

【技术特征摘要】
1.一种自定义量程的数据采集设备，其特征在于：包括主控模块、模数转换模块和数模转换模块，所述数模转换模块同时电连接所述主控模块和模数转换模块；所述数模转换模块用于接收所述主控模块发送的量程信号，将所述量程信号转换成电压信号；所述电压信号接入所述模数转换模块的参考电压端，所述模数转换模块根据所述参考电压端的电压值改变测量量程。


2.如权利要求1所述的自定义量程的数据采集设备，其特征在于：所述模数转换模块电连接所述主控模块，所述模数转换模块用于接收采集的模拟信号，将所述模拟信号转换成数字信号后传输至所述主控模块。


3.如权利要求1或2所述的自定义量程的数据采集设备，其特征在于：其还包括运放模块，所述运放模块同时电连接所述数模转换模块和模数转换模块，所述运放模块用于对所述电压信号做电压跟随、电流放大处理，处理后的所述电压信号接入所述模数转换模块的参考电压端。


4.如权利要求3所述的自定义量程的数据采集设备，其特征在于：所述运放模块包括运算放大器，所述电压信号接入运算放大器的正相输入端，所述运算放大器的反相输入端连接器输出端，所述运...

【专利技术属性】
技术研发人员：于金凤，李海兵，
申请(专利权)人：苏州市欧曼宇智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32