一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备制造技术

本申请公开了一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备，包括依次电性连接的控制模块、激振模块、拾振模块、通道选择模块及多个振弦传感器，控制模块还与光纤收发模块电性连接，激振模块用于发出激振信号，激振信号经过通道选择模块激振该通道上连接的待测试的振弦传感器，当振弦传感器产生振荡信号后，将振荡信号传递至拾振模块，振荡信号被放大整形处理后，反馈给控制模块，以生成UART串口信号制式的振弦传感器的频率及设备参数，光纤收发模块能够将该UART串口信号转换为光纤信号，并通过有线传输方式将光纤信号发送至下位机，这样的通信方式能够保证数据传输的稳定性与安全性。通信方式能够保证数据传输的稳定性与安全性。通信方式能够保证数据传输的稳定性与安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备


[0001]本申请涉及数据监测
，更具体的说，是涉及一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备。

技术介绍

[0002]振弦式传感器是用拉紧的钢弦作为敏感元件的一种谐振式传感器，当钢弦长度确定后，通过其自身的振动频率变化量就可以推断钢弦所受拉力的大小，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，所以具有抗干扰能力强、零点漂移小、性能稳定、寿命长等优点，在工程测量领域中得到广泛应用。
[0003]现有的振弦信号采集设备大多数使用4G、Lora等无线通讯方式传输数据。然而，使用4G传输数据每月需要给运营商缴纳流量费用，并且通过4G网络将数据存在云服务器上存在泄密的可能性。通过Lora这种本地组网的无线传输方式传输数据虽然布线简单、成本较低，但是Lora的稳定数据传输距离有限，通过无线方式传输数据稳定性不如有线方式，尤其不适用于大型项目上。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备。具体方案如下：
[0005]一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备，包括依次电性连接的控制模块、激振模块、拾振模块、通道选择模块及多个振弦传感器，所述控制模块还与光纤收发模块电性连接，所述激振模块用于发出激振信号，所述激振信号经过所述通道选择模块激振该通道上连接的振弦传感器，所述该通道上连接的振弦传感器产生振荡信号后，将所述振荡信号传递至所述拾振模块，所述拾振模块将所述振荡信号进行放大整形处理后，反馈给所述控制模块以得到所述该通道上连接的振弦传感器的频率及设备参数，所述光纤收发模块用于发送所述频率及所述设备参数至下位机。
[0006]优选地，所述激振模块包括激振芯片，所述激振芯片的第二接口用于接入所述控制模块输入的PWM信号，所述激振芯片的第五接口电性连接于滤波电容与接地端的中间节点，所述激振芯片的第八接口电性连接于所述滤波电容与基准电压端的中间节点，所述激振芯片的第六接口和第七接口与所述通道选择模块电性连接。
[0007]优选地，所述拾振模块包括依次电性连接的信号放大模块、信号滤波模块及信号整形模块。
[0008]优选地，还包括分别与所述控制模块电性连接的温湿度模块，所述温湿度模块包括第一上拉电阻、第二上拉电阻和温湿度芯片，所述温湿度芯片的第一接口和第五接口接地，所述温湿度芯片的第二接口和所述温湿度芯片的第三接口分别电性连接于所述控制模块，所述温湿度芯片的第四接口与供电电压端电性连接，所述第一上拉电阻的一端电性连
接于所述温湿度芯片与所述控制模块的中间节点，另一端与供电电压端电性连接。
[0009]优选地，还包括相互电性连接的电源模块和检测模块，所述检测模块与所述控制模块电性连接。
[0010]优选地，所述检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、采样电阻、输出电阻和放大单元，所述第一分压电阻的一端与外部电源电性连接，另一端电性连接于所述第二分压电阻，所述分压电阻的另一端接地，所述控制模块电性连接于所述第一分压电阻与第二分压电阻的中间节点；所述放大单元的第一接口电性连接于所述控制模块，所述放大单元的第二接口接地，所述放大单元的第三接口和所述放大单元的第四接口与输出电阻的两端并联，所述放大单元的第五接口与供电电压端电性连接。
[0011]优选地，所述电源模块包括MOS管、稳压二极管、下拉电阻、第一输出电阻、第二输出电阻、自举电容、第一滤波电容、第二滤波电容、第一电感、第一电压转换芯片和第二电压转换芯片；
[0012]所述MOS管的漏极与外部电源电性连接，所述MOS管的栅极电性连接于所述下拉电阻的一端，所述下拉电阻的另一端接地，所述稳压二极管的一端电性连接于所述MOS管的漏极与所述外部电源之间的中间节点，所述稳压二极管的另一端电性连接于所述MOS管的栅极与所述下拉电阻之间的中间节点；所述第一电压转换芯片的第一接口和第二接口分别与外部电源电性连接，所述第一电压转换芯片的第三接口与串联的所述自举电容和所述第一电感电性连接，所述第一电感的另一端与基准电压端电性连接；所述第一电压转换芯片的第四接口电性连接于所述自举电容和所述第一电感之间的中间节点，所述第一输出电阻的一端电性连接于所述第一电感与基准电压端之间的中间节点，另一端与所述第二输出电阻电性连接，所述第二输出电阻的另一端接地，所述第一电压转换芯片的第五接口电性连接于所述第一输出电阻和所述第二输出电阻之间的中间节点，所述第一电压转换芯片的第六接口接地；所述第一滤波电容并联于所述第一输出电阻和所述第二输出电阻的两端；
[0013]所述第二电压转换芯片的第一接口与所述第一滤波电容的一端电性连接，所述第一滤波电容的另一端接地，基准电压端电性连接于所述第二电压转换芯片的第一接口与所述第一滤波电容之间的中间节点；所述第二电压转换芯片的第三接口与所述第二滤波电容的一端电性连接，所述第二滤波电容的另一端接地，供电电压端电性连接于所述第二电压转换芯片的第三接口与所述第二滤波电容之间的中间节点；所述第二电压转换芯片的第二接口电性连接于所述第二滤波电容的近地端。
[0014]优选地，还包括分别与所述控制模块电性连接的485模块、存储模块和显示模块。
[0015]优选地，所述存储模块包括存储芯片，所述存储芯片为华邦W25Q256JWFIQ。
[0016]优选地，所述控制模块为单片机。
[0017]借由上述技术方案，本申请的一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备，包括依次电性连接的控制模块、激振模块、拾振模块、通道选择模块及多个振弦传感器，控制模块还与光纤收发模块电性连接，激振模块用于发出激振信号，激振信号经过通道选择模块激振该通道上连接的待测试的振弦传感器，当振弦传感器产生振荡信号后，将振荡信号传递至拾振模块，振荡信号被放大整形处理后，反馈给控制模块，以生成UART串口信号制式的振弦传感器的频率及设备参数，光纤收发模块能够将该UART串口信号转换为光纤信号，并通过有线传输方式将光纤信号发送至下位机，这样的通信方式能够保证数据传输的稳定性与
安全性。
附图说明
[0018]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0019]图1为本申请实施例提供的带光纤收发功能的振弦信号采集设备的结构拓扑图；
[0020]图2为本申请实施例提供的通道选择模块的电路图；
[0021]图3为本申请实施例提供的单片机的电路图；
[0022]图4为本申请实施例提供的激振模块的电路图；
[0023]图5为本申请实施例提供的拾振模块的电路图；
[0024]图6为本申请实施例提供的温湿度模块的电路图；
[0025]图7为本申请实施例提供的检测模块的电路图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带光纤收发功能的振弦信号采集设备，其特征在于，包括依次电性连接的控制模块、激振模块、拾振模块、通道选择模块及多个振弦传感器，所述控制模块还与光纤收发模块电性连接，所述激振模块用于发出激振信号，所述激振信号经过所述通道选择模块激振该通道上连接的振弦传感器，所述该通道上连接的振弦传感器产生振荡信号后，将所述振荡信号传递至所述拾振模块，所述拾振模块将所述振荡信号进行放大整形处理后，反馈给所述控制模块以得到所述该通道上连接的振弦传感器的频率及设备参数，所述光纤收发模块用于发送所述频率及所述设备参数至下位机。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述激振模块包括激振芯片，所述激振芯片的第二接口用于接入所述控制模块输入的PWM信号，所述激振芯片的第五接口电性连接于滤波电容与接地端的中间节点，所述激振芯片的第八接口电性连接于所述滤波电容与基准电压端的中间节点，所述激振芯片的第六接口和第七接口与所述通道选择模块电性连接。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述拾振模块包括依次电性连接的信号放大模块、信号滤波模块及信号整形模块。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括分别与所述控制模块电性连接的温湿度模块，所述温湿度模块包括第一上拉电阻、第二上拉电阻和温湿度芯片，所述温湿度芯片的第一接口和第五接口接地，所述温湿度芯片的第二接口和所述温湿度芯片的第三接口分别电性连接于所述控制模块，所述温湿度芯片的第四接口与供电电压端电性连接，所述第一上拉电阻的一端电性连接于所述温湿度芯片与所述控制模块的中间节点，另一端与供电电压端电性连接。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括相互电性连接的电源模块和检测模块，所述检测模块与所述控制模块电性连接。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、采样电阻、输出电阻和放大单元，所述第一分压电阻的一端与外部电源电性连接，另一端电性连接于所述第二分压电阻，所述分压电阻的另一端接地，所述控制模块电性连接于所述第一分压电阻与第二分压电阻的中间节点；所述放大单元的第一接口电性连接于所述控制模块，所述放大单元的第二接口接地，所述放大单元的第三接口和所述放大单元的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫国，孙巍，陈高平，郑忆婧，桂栋，
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：