【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感与检测，特别是涉及一种多模拟量混合信号采集装置及其采集方法。
技术介绍
1、随着我国军工、医疗、工业自动化等领域的迅猛发展，变送器应用的种类、数量和市场规模也成倍增加。变送器按输出类型可以分为电阻输出型信号(如pt100)、电压输出型信号(如0-5v、0-10v、-10-10v等)、电流输出型信号(如0-20ma、4-20ma等)，虽然工程现场变送器输出类型多种多样，但市场上大多数模拟量采集装置只能采集某一类型的信号，如台湾泓格科技有限公司的m-7017rc型产品只能采集电流输出型变送器信号，m-7015型产品只能采集电阻型变送器信号；美国ni公司的ni-9234型产品只能采集电压输出型变送器信号。而工程现场通常需要对多种类型变送器信号进行混合采集，在实际应用中，这种单一类型的信号采集装置造成了大量外部接口资源的浪费。
2、再有，受工程现场环境温度、电磁辐射等干扰噪声的影响，装置在检测过程中容易出现数据抖动、误差较大等现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中单一类型的信号采集装置外部接口资源浪费且检测误差较大的技术缺陷，而提供一种多模拟量混合信号采集装置。
2、本专利技术的另一个目的，是提供上述多模拟量混合信号采集装置的采集方法。
3、为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
4、一种多模拟量混合信号采集装置，包括主控模块、通道切换模块和信号预处理模块；所述信号预处理模块包括电阻信号预处理模块、电
5、所述通道切换模块与所述信号预处理模块的输入端通信连接，以将接入的不同类型的模拟信号切换至对应的信号预处理模块；
6、所述信号预处理模块将接收的模拟信号转换为a/d转换器能够识别的电压信号；所述信号预处理模块的输出端与所述主控模块的输入端通信连接，以将转换后的电压信号传输至所述主控模块；
7、所述主控模块内部集成a/d转换器和“校准+滤波”算法，用于模拟信号的采集、处理与换算。
8、在上述技术方案中，还包括通讯模块；所述通讯模块与所述主控模块的输出端通信连接，用于远程数据传输。
9、在上述技术方案中，所述通道切换模块采用dg409芯片。
10、在上述技术方案中，所述电阻信号预处理模块采用电压基准芯片adr4520和金属薄膜电阻搭建信号转换电路。
11、在上述技术方案中，所述电压信号预处理模块采用运算放大器lm358搭建同比例放大电路，实现电压信号的转换。
12、在上述技术方案中，所述电流信号预处理模块采用运算放大器ad844和金属薄膜电阻搭建信号转换电路。
13、在上述技术方案中，所述主控模块采用hc32l136k8ta型mcu作为核心处理器。
14、在上述技术方案中，所述通讯模块采用sit3088eesa芯片搭建数据传输电路。
15、在上述技术方案中，所述“校准+滤波”算法，包括如下步骤：
16、步骤1：在全量程范围内利用过程信号校验仪输出标准信号到多模拟量混合信号采集装置，得到标准信号所对应的实测值；
17、步骤2：对标准信号所对应的实测值进行比例运算，得到各点信号的权值；
18、步骤3：以标准信号所对应的实测值为横坐标，各点信号的权值为纵坐标，通过最小二乘法进行数据拟合，得到工程现场实测值与输出信号权值之间的函数关系；
19、步骤4：利用a/d转换器进行连续采集得到数组，对数组中的数据进行冒泡排序，并计算得到中位平均值：
20、步骤5：根据中位平均值和当前通道变送器类型，计算出当前实测值；
21、步骤6：当前实测值作为工程现场实测值，根据工程现场实测值与输出信号权值之间的函数关系计算得到相应的输出信号权值；然后根据步骤5得出的当前实测值计算最终输出结果。
22、在上述技术方案中，包括以下步骤：
23、步骤1：通道切换模块接收不同类型的模拟信号(电阻信号、电压信号或电流信号)，并将其切换至对应的模拟量采集通道；
24、步骤2：信号预处理模块将接收到的电阻信号、电压信号或电流信号转换为a/d转换器能够识别的电压信号；
25、步骤3：主控模块采集电压信号，并通过“校准+滤波”算法对其进行处理与换算，得到最终输出结果并发送至通讯模块；
26、步骤4：通讯模块接收最终输出结果，并远程传输至上位机。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
28、1、本专利技术提出一种高精度多模拟量混合信号采集装置。装置集成八通道模拟信号采集接口和一路rs-485通讯接口，用户通过通讯接口可对各通道进行电阻、电压和电流信号三选一配置，提高了装置使用的灵活性与便捷性。
29、2、本专利技术提出了一种“校准+滤波”算法，在校准过程中，算法权系数可以根据实测信号不断调整变化，从而达到最佳校准效果；在滤波过程中，将“中值”滤波和“均值”滤波思想结合在一起，提高了信号检测的准确性。
30、3、本专利技术采用国产化微控制器(hc32l136k8ta)、总线控制器(sit3088eesa)，不仅设计成本低，而且减少了对进口芯片的依赖，提高了装置的自主化水平。
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1.一种多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，包括主控模块、通道切换模块和信号预处理模块；所述信号预处理模块包括电阻信号预处理模块、电压信号预处理模块和电流信号预处理模块；
2.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，还包括通讯模块；所述通讯模块与所述主控模块的输出端通信连接，用于远程数据传输。
3.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述通道切换模块采用DG409芯片。
4.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述电阻信号预处理模块采用电压基准芯片ADR4520和金属薄膜电阻搭建信号转换电路。
5.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述电压信号预处理模块采用运算放大器LM358搭建同比例放大电路，实现电压信号的转换。
6.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述电流信号预处理模块采用运算放大器AD844和金属薄膜电阻搭建信号转换电路。
7.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述主控模块采用
8.如权利要求2所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述通讯模块采用SIT3088EESA芯片搭建数据传输电路。
9.如权利要求7所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述“校准+滤波”算法，包括如下步骤：
10.如权利要求2所述的多模拟量混合信号采集装置的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，包括主控模块、通道切换模块和信号预处理模块；所述信号预处理模块包括电阻信号预处理模块、电压信号预处理模块和电流信号预处理模块；
2.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，还包括通讯模块；所述通讯模块与所述主控模块的输出端通信连接，用于远程数据传输。
3.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述通道切换模块采用dg409芯片。
4.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述电阻信号预处理模块采用电压基准芯片adr4520和金属薄膜电阻搭建信号转换电路。
5.如权利要求1所述的多模拟量混合信号采集装置，其特征在于，所述电压信号预处理模块采用运...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣宏伟，马常松，李蕃，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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