一种振弦信号采集设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种振弦信号采集设备，包括振弦信号采集主板、振弦式传感器、防雷板和电源模块；振弦信号采集主板上设有振弦采集模块和MCU模块；防雷板设于振弦信号采集主板上，并通过插接件与振弦信号采集主板固定连接；振弦式传感器通过振弦采集模块与MCU模块电性连接，用于将振弦信号通过振弦采集模块上传至MCU模块；电源模块与MCU模块电性连接，用于为MCU模块提供供电电源；防雷板，用于吸收设备被雷击时的能量。本实用新型专利技术不存在设备现场二次接线的问题，具有防雷板的安装方式简单，设备体积小等特点。设备体积小等特点。设备体积小等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种振弦信号采集设备


[0001]本技术涉及信号采集装置，尤其涉及一种振弦信号采集设备。

技术介绍

[0002]振弦式传感器是以拉紧的刚弦作为敏感元件的谐振式传感器。当刚弦长度确定后，通过其自身的振动频率变化量就可以推断刚弦所受拉力的大小，通过对应的测量电路可以推算出与拉力对应的电信号。由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号，所有具有抗干扰能力强、零点漂移小、性能稳定、寿命长等优点，其广泛应用于工程测量领域内。
[0003]然而现有的振弦信号采集设备由于不带防雷电路，一般是通过外接防雷板，然后将防雷板与采集设备一同放置于金属箱内，其存在接线困难、金属箱体积过大等问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种振弦信号采集设备，其能够解决现有的振弦信号采集设备体积大、存在二次接线困难等问题。
[0005]本技术的目的采用如下技术方案实现：
[0006]一种振弦信号采集设备，包括振弦信号采集主板、振弦式传感器、防雷板和电源模块；所述振弦信号采集主板上设有振弦采集模块和MCU模块；所述防雷板设于所述振弦信号采集主板上，并通过插接件与振弦信号采集主板固定连接；所述振弦式传感器通过所述振弦采集模块与所述MCU模块电性连接，用于将振弦信号通过振弦采集模块上传至MCU模块；所述电源模块与MCU模块电性连接，用于为MCU模块提供供电电源；所述防雷板，用于吸收设备被雷击时的能量。
[0007]进一步地，所述振弦式传感器的传感器信号线安装于防雷板上，从而使得振弦式传感器通过防雷板与振弦采集模块连接，用于将振弦信号通过传感器信号线传输给振弦采集模块，以及通过振弦采集模块将振弦信号上传至MCU模块。
[0008]进一步地，所述振弦信号采集主板与防雷板层叠设置。
[0009]进一步地，所述振弦信号采集主板上还设有以下模块中的一种或多种的组合：存储模块、4G模块、通讯接口模块、电压电流检测模块；其中，所述存储模块、4G模块、通讯接口模块、电压电流检测模块分别与MCU模块电性连接；所述电压电流检测模块的一端与外部输入电源电性连接、另一端与MCU模块电性连接，用于对外部输入电源的电压与电流进行检测并将检测结果上传至MCU模块；
[0010]所述通讯接口模块包括485接口模块和USB接口模块；所述MCU模块通过485接口模块与485设备电性连接；所述MCU模块通过USB接口模块与USB设备电性连接；
[0011]所述MCU模块通过4G模块与远程终端通信连接，用于与远程终端进行数据交互。
[0012]进一步地，所述电压电流检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、芯片U1和芯片U2；其中，电阻R2的一端接地、另一端通过电阻R1与外部输入电源电性连接；MCU模块的第一输入端接入电阻R1与电阻R2之间，用于获取第一数据信号；芯片U1的端口2
接地，端口5接入3.3V电源，端口3接入外部输入电源，端口4通过电阻R3与芯片U1的端口3电性连接，端口1通过电阻R4接地，端口1与芯片U2的端口2电性连接；
[0013]芯片U1的端口1通过电阻R5与MCU模块的第二输入端电性连接，用于向MCU模块输入第二数据信号；
[0014]芯片U2的端口2接地，端口2通过电阻R4与芯片U1的端口1电性连接，端口4与芯片U2的端口1电性连接，端口5接入3.3V电源；端口1通过电阻R5与MCU模块的第二输入端电性连接；
[0015]电容C1的一端接地，另一端通过电阻R5与芯片U2的端口1电性连接。
[0016]进一步地，所述振弦信号采集主板上还设有电源模块；所述电源模块包括5V电源模块和3.3V电源模块；5V电源模块的输入端通过电阻R3与外部输入电源电性连接，输出端用于输出5V电源；3.3V电源模块的输入端用于输入5V电源，输出端用于输出3.3V电源。
[0017]进一步地，所述5V电源模块包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C44、电阻R11、电阻R12、电感L1、芯片U4、上拉电阻R6、上拉电阻R8、电阻R7、三极管Q1、电容C2和MOS管Q2；芯片U4的端口7、端口5均通过电阻R3接入外部输入电源，端口5、端口7均通过电容C5、电容C6接地，端口3通过电容C44接地，端口6、端口8接地，端口9接地，端口1通过电容C3与芯片U4的端口2电性连接，端口1还通过电感L1与MOS管Q2的源极电性连接，端口4通过电阻R12接地；
[0018]电容C17的一端与芯片U4的端口4电性连接、另一端通过电感L1与芯片U4的端口1电性连接；
[0019]电容C4的负极接地、正极通过电感L1与芯片U4的端口1电性连接；电阻R11的一端通过电感L1与芯片U4的端口1电性连接、另一端通过电阻R12接地；芯片U4的端口4还接入电阻R11与电阻R12之间；
[0020]上拉电阻R6的一端通过电感L1与芯片U4的端口1电性连接、另一端通过电阻R7与三极管Q1的基极电性连接；上拉电阻R8的一端通过电感L1与芯片U4的端口1电性连接、另一端与三极管Q1的集电极电性连接；上拉电阻R8还与MOS管Q2的栅极电性连接；MOS管Q2的漏极输出5V电源，漏极还通过电容C2接地，栅极接入上拉电阻R8与三极管Q1的集电极之间；
[0021]三极管Q1的发射极接地；
[0022]所述3.3V电源模块包括电容C32、电容C10、电容C8和芯片U28；其中，芯片U28的端口1接地，端口2输出3.3V电源，端口3接入5V电源，端口3还通过电容C32接地；
[0023]电容C10的一端接地、另一端接入3.3V电源；电容C8的负极接地、正极接入3.3V电源。
[0024]进一步地，所述振弦信号采集主板还设有看门狗模块；所述看门狗模块的第一端与MCU模块电性连接，用于定时向MCU模块发送数据信号以及接收MCU模块的反馈信号；所述看门狗模块的第二端与电源模块电性连接，用于当MCU模块异常或系统达到预设时间时，将电源模块与MCU模块断开，使得MCU模块进入重启状态；
[0025]所述看门狗模块包括芯片U3；其中，芯片U3的端口1与5V电源模块电性连接，端口4、端口5与MCU模块电性连接；芯片U3的端口16接入3.3V电源，端口15接入5V电源，端口14接地；所述芯片U3通过端口4与端口5定时发送信号并接收MCU模块的反馈信号；一旦芯片U3检测不到MCU模块的反馈信号或系统时间达到预设时间时，通过端口1输出低电平，控制5V电
源模块不工作，MCU模块断开电源，3.3V电源模块不工作，芯片U3处于断电状态，芯片U3的端口1处于高组态状态；此时，5V电源模块在上拉电阻R6、上拉电阻R8的作用下重新开始工作并输出5V电源，MCU模块接入电源重新启动。
[0026]进一步地，还包括温湿度传感器；所述温湿度传感器与MCU模块电性连接，用于对振弦信号采集设备安装现场的温度、湿度进行检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振弦信号采集设备，其特征在于，包括振弦信号采集主板、振弦式传感器、防雷板和电源模块；所述振弦信号采集主板上设有振弦采集模块和MCU模块；所述防雷板设于所述振弦信号采集主板上，并通过插接件与振弦信号采集主板固定连接；所述振弦式传感器通过所述振弦采集模块与所述MCU模块电性连接，用于将振弦信号通过振弦采集模块上传至MCU模块；所述电源模块与MCU模块电性连接，用于为MCU模块提供供电电源；所述防雷板，用于吸收设备被雷击时的能量。2.根据权利要求1所述的振弦信号采集设备，其特征在于，所述振弦式传感器的传感器信号线安装于防雷板上，从而使得振弦式传感器通过防雷板与振弦采集模块连接，用于将振弦信号通过传感器信号线传输给振弦采集模块，以及通过振弦采集模块将振弦信号上传至MCU模块。3.根据权利要求1所述的振弦信号采集设备，其特征在于，所述振弦信号采集主板与防雷板层叠设置。4.根据权利要求1所述的振弦信号采集设备，其特征在于，所述振弦信号采集主板上还设有以下模块中的一种或多种的组合：存储模块、4G模块、通讯接口模块、电压电流检测模块；其中，所述存储模块、4G模块、通讯接口模块、电压电流检测模块分别与MCU模块电性连接；所述电压电流检测模块的一端与外部输入电源电性连接、另一端与MCU模块电性连接，用于对外部输入电源的电压与电流进行检测并将检测结果上传至MCU模块；所述通讯接口模块包括485接口模块和USB接口模块；所述MCU模块通过485接口模块与485设备电性连接；所述MCU模块通过USB接口模块与USB设备电性连接；所述MCU模块通过4G模块与远程终端通信连接，用于与远程终端进行数据交互。5.根据权利要求4所述的振弦信号采集设备，其特征在于，所述电压电流检测模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、芯片U1和芯片U2；其中，电阻R2的一端接地、另一端通过电阻R1与外部输入电源电性连接；MCU模块的第一输入端接入电阻R1与电阻R2之间，用于获取第一数据信号；芯片U1的端口2接地，端口5接入3.3V电源，端口3接入外部输入电源，端口4通过电阻R3与芯片U1的端口3电性连接，端口1通过电阻R4接地，端口1与芯片U2的端口2电性连接；芯片U1的端口1通过电阻R5与MCU模块的第二输入端电性连接，用于向MCU模块输入第二数据信号；芯片U2的端口2接地，端口2通过电阻R4与芯片U1的端口1电性连接，端口4与芯片U2的端口1电性连接，端口5接入3.3V电源；端口1通过电阻R5与MCU模块的第二输入端电性连接；电容C1的一端接地，另一端通过电阻R5与芯片U2的端口1电性连接。6.根据权利要求5所述的振弦信号采集设备，其特征在于，所述振弦信号采集主板上还设有电源模块；所述电源模块包括5V电源模块和3.3V电源模块；5V电源模块的输入端通过电阻R3与外部输入电源电性连接，输出端用于输出5V电源；3.3V电源模块的输入端用于输入5V电源，输出端用于输出3.3V电源。7.根据权利要求6所述的振弦信号采集设备，其特征在于，所述5V电源模块包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C44、电阻R11、电阻R12、电感L1、芯片U4、上拉电阻R6、上拉电阻R8、电阻R7、三极管Q1、电容C2和MOS管Q2；芯片U4的端口7...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾巍巍，孙巍，陈高平，郑忆婧，冷俊杰，孙飞飞，王新龙，
申请(专利权)人：宁波市水利水电规划设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：