一种小型化远距离无线应变测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型化远距离无线应变测试仪，包括模拟调理模块、AD采集模块、CPU模块、无线通讯模块和供电模块，所述模拟调理模块的输入端连接应变片或者应变式传感器并且所述模拟调理模块的输出端与所述AD采集模块的输入端电性连接，所述AD采集模块的输出端与所述CPU模块的输入端电性连接，所述CPU模块和所述无线通讯模块电性连接。本实用新型专利技术公开的一种小型化远距离无线应变测试仪，针对现有传统应力应变测试仪器和现有无线应力应变测试仪存在的布线不便、无线传输距离近、功耗高、体积大、待机时间不长的上述问题，提出了一种小型化远距离的无线应变测试仪。种小型化远距离的无线应变测试仪。种小型化远距离的无线应变测试仪。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化远距离无线应变测试仪


[0001]本技术属于应变无线测试
，具体涉及一种小型化远距离无线应变测试仪。

技术介绍

[0002]电阻应变片是常用的应力应变测量传感器，它可以将结构上应变变化转换为电阻变化，通过电子电路测量电阻的变化即可计算出结构的应力变化。在对一些大型结构如桥梁、起重机、工程机械、游乐设备进行应力测试时，传统的应力应变测试仪器需要进行长距离、复杂的布线，现场安装不便，并且常常因为长距离的走线导致应变片的模拟小信号收到干扰，影响数据读取。
[0003]与传统的应力应变测量技术相比，无线测量技术可以大大简化现场布线，使用灵活、方便，并且无线数字化数据传输大大降低了由于长电缆带来的信号干扰。但是现有的无线测试设备(CN 214308694 U一种应力无线应变测试仪、CN105547139 A一种基于WIFI的无线应变测量系统)一般采用wifi、蓝牙、zigbee等标准通讯协议，传输距离近、设备体积大、功耗高、待机时间短，不方便野外测试。
[0004]因此，针对上述问题，予以进一步改进。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种小型化远距离无线应变测试仪，针对现有传统应力应变测试仪器和现有无线应力应变测试仪存在的布线不便、无线传输距离近、功耗高、体积大、待机时间不长的上述问题，提出了一种小型化远距离的无线应变测试仪。
[0006]为达到以上目的，本技术提供一种小型化远距离无线应变测试仪，包括模拟调理模块、AD采集模块、CPU模块、无线通讯模块和供电模块，其中：
[0007]所述模拟调理模块的输入端连接应变片或者应变式传感器并且所述模拟调理模块的输出端与所述AD采集模块的输入端电性连接(用于实现模拟信号的AD数据采集)，所述AD采集模块的输出端与所述CPU模块的输入端电性连接(通过SPI接口)，所述CPU模块和所述无线通讯模块电性连接(通过SPI接口连接，用于实现无线数据收发)；
[0008]所述供电模块分别与所述模拟调理模块、所述AD采集模块、所述CPU模块和所述无线通讯模块电性连接(供电模块用于实现电池的充放电管理，并给其它上述模块供电)。
[0009]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述模拟调理模块包括组桥电路、拨码开关、仪表放大器U5、DA芯片U9、电压跟随器U8和调频率滤波器，其中：
[0010]所述组桥电路和所述拨码开关电性连接(组桥电路和拨码开关实现全桥电路、四分之一桥电路和半桥电路的切换)；
[0011]所述调频率滤波电路包括模拟开关U6和电容网络，所述模拟开关U6和所述电容网络电性连接(所述可调频率滤波器使用模拟开关和电容网络实现不同截止频率的二阶低通滤波器)。
[0012]所述DA芯片U9输出端通过所述电压跟随器U8与所述仪表放大器U5的REF端电性连接并且所述DA芯片U9的输入端与所述CPU模块的控制端电性连接(通过IIC接口以实现应变平衡功能)。
[0013]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，小型化远距离无线应变测试仪还包括存储模块和USB模块，所述存储模块和所述USB模块分别与所述CPU模块电性连接。
[0014]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述CPU模块包括处理器芯片U1，所述AD采集模块包括AD转换器U7，其中：
[0015]所述处理器芯片U1通过IIC接口与所述DA芯片U9电性连接，所述仪表放大器U5的输出端与所述模拟开关U6的输入端电性连接并且所述模拟开关U6的输出端有与所述AD转换器U7的输入端电性连接，所述AD转换器U7的输出端通过SPI接口与所述处理器芯片U1的输入端电性连接。
[0016]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述存储模块包括存储芯片U2，所述供电模块包括充电芯片U4和电源芯片U3，其中：
[0017]所述存储芯片U2通过SPI接口与所述处理器芯片U1电性连接，所述USB模块(USB接口)与所述充电芯片U4电性连接并且所述充电芯片U4连接电池的输入端，所述电源芯片U3连接电池的输出端。
[0018]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述DA芯片U9的2管脚与所述电压跟随器U8的正极输入端电性连接，所述电压跟随器U8的输出端和负极输入端电性连接并且所述电压跟随器U8的输出端与所述仪表放大器U5的5管脚(REF)电性连接；
[0019]所述仪表放大器U5的6管脚依次通过电阻R3和电阻R4与运放器UA的正极输入端电性连接，所述电阻R3和所述电阻R4的共接端与所述模拟开关U6的8管脚电性连接并且所述运放器UA的正极输入端与所述模拟开关U6的9管脚电性连接，所述运放器UA的输出端通过电容C10与所述模拟开关U6的4管脚电性连接，所述模拟开关U6的5管脚通过电容C11与所述运放器UA的输出端电性连接，所述模拟开关U6的6管脚通过电容C13与所述运放器UA的输出端电性连接，所述模拟开关U6的7管脚通过电容C15与所述运放器UA的输出端电性连接；
[0020]所述运放器UA的输出端还与所述AD转换器U7的3管脚电性连接。
[0021]本技术的有益效果在于：
[0022]1、可无线远程传输，空旷下传输距离500米以上。采用大功率无线射频模块，可以提高无线传输距离，非常适合野外测试领域的应用场合。
[0023]2、体积小。一种小型化远距离无线应变测试仪体积为68mm
×
53mm
×
29mm，重量小于200g，满足多数结构应力测试的使用场合。
[0024]3、功耗低，可远程休眠唤醒。通过周期信号采集和关闭模拟电源等低功耗控制策略，可以大大延长无线传感器的工作时间。一种小型化、远距离无线应变测试仪没有开关按钮，可通过无线指令远程开关、采集，更适合野外远距离测试。
[0025]4、同步数据采集。采用多个A/D采集芯片同步采集，并使用无线指令实现同步采集，保证了多通道数据采集的同步性。
[0026]6、可兼容静态、动态应变采集。采用多个A/D采集芯片同步采集，最高采样率可以达到5kHz，可以兼容静态、动态应变采集等应用。
附图说明
[0027]图1是本技术的一种小型化远距离无线应变测试仪的结构示意图。
[0028]图2是本技术的一种小型化远距离无线应变测试仪的芯片连接图。
[0029]图3是本技术的一种小型化远距离无线应变测试仪的模拟调理模块和AD采集模块电路图。
具体实施方式
[0030]以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人员能够实现本技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本技术的精神和范围的其他技术方案。
[0031]本技术公开了一种小型化远距离无线应变测试仪，下面结合优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化远距离无线应变测试仪，其特征在于，包括模拟调理模块、AD采集模块、CPU模块、无线通讯模块和供电模块，其中：所述模拟调理模块的输入端连接应变片或者应变式传感器并且所述模拟调理模块的输出端与所述AD采集模块的输入端电性连接，所述AD采集模块的输出端与所述CPU模块的输入端电性连接，所述CPU模块和所述无线通讯模块电性连接；所述供电模块分别与所述模拟调理模块、所述AD采集模块、所述CPU模块和所述无线通讯模块电性连接；还包括存储模块和USB模块，所述存储模块和所述USB模块分别与所述CPU模块电性连接,所述供电模块包括充电芯片U4和电源芯片U3，所述USB模块与充电芯片U4连接，充电芯片U4与电池连接，所述CPU模块包括处理器芯片U1,处理器芯片U1用于控制电源芯片U3将除处理器芯片U1部分的其他模块的电源关闭，所述无线通信模块与远程的无线网关通信连接，所述无线通信模块用于周期信号采集并且所述无线通信模块用于接收无线网关的指令并将采集的数据发送至无线网关。2.根据权利要求1所述的一种小型化远距离无线应变测试仪，其特征在于，所述模拟调理模块包括组桥电路、拨码开关、仪表放大器U5、DA芯片U9、电压跟随器U8和调频率滤波器，其中：所述组桥电路和所述拨码开关电性连接；所述调频率滤波电路包括模拟开关U6和电容网络，所述模拟开关U6和所述电容网络电性连接；所述DA芯片U9输出端通过所述电压跟随器U8与所述仪表放大器U5的REF 端电性连接并且所述DA芯片U9的输入端与所述CPU模块的控制端电性连接。3.根据权利要求2所述的一种小型化远距离无线应变测试仪，其特征在于，所述AD采集模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海波，
申请(专利权)人：铜权科技嘉兴有限公司，
类型：新型
国别省市：