一種基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于吋分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)。其技術(shù)方案為：將不同通道間的模擬開(kāi)關(guān)切換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、寫(xiě)緩存等數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵步驟共享到同一段吋隙內(nèi)一起執(zhí)行，利用了等待模數(shù)轉(zhuǎn)換完成這一空耗的吋間，進(jìn)行通道切換，從而形成同一通道內(nèi)串行采樣與不同通道間并行采樣相結(jié)合的架構(gòu)，提高了采樣速度，降低了成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體是一種用于基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)部門(mén)有著許多各種各樣的機(jī)器和設(shè)備，它們運(yùn)行是否完好直接影響企業(yè)的效益，其中一些關(guān)鍵性重要設(shè)備甚至起著決定企業(yè)命運(yùn)的作用。一旦發(fā)生事故，損失將不可估量。因此，如何避免機(jī)器發(fā)生事故，尤其是災(zāi)難性事故，是人們一直極為重視的問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，由于人們無(wú)法預(yù)知事故的發(fā)生，不得不采取兩種對(duì)策:一是等設(shè)備壞了再進(jìn)行維修(事后維修)，該辦法經(jīng)濟(jì)損失很大，因?yàn)橐仍O(shè)備運(yùn)行到破壞為止。其需要昂貴的維修費(fèi)用，災(zāi)難性破壞不但需要更換設(shè)備，還可能造成人員傷亡；二是定期檢修設(shè)備，這種方法需有一定計(jì)劃性和預(yù)防性，但其缺點(diǎn)是如無(wú)故障，則經(jīng)濟(jì)上損失很大。而且定期檢修的時(shí)間周期也很難確定。因此，合理的維修應(yīng)是預(yù)知性的，即在設(shè)備故障出現(xiàn)的早期就監(jiān)測(cè)隱患，提前預(yù)報(bào)，以便適時(shí)、合理地采取措施，于是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]要對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，首先要解決數(shù)據(jù)源的問(wèn)題，即如何獲取設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的信息。通常在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需要監(jiān)測(cè)的位置布置相應(yīng)傳感器，將一些非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)，整形、濾波、放大等預(yù)處理，再經(jīng)數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。在實(shí)際應(yīng)用中，存在一些難題:(I)多通道數(shù)據(jù)采集.因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量眾多，而每一個(gè)設(shè)備需要監(jiān)測(cè)的點(diǎn)可能也不止一個(gè)，為了減少成本，勢(shì)必需要用一個(gè)數(shù)據(jù)采集器獲取多個(gè)設(shè)備的多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的傳感器信息。(2)高采樣頻率。在滿足多通道數(shù)據(jù)采集的情形下，有些場(chǎng)合需要的采樣頻率較高，如風(fēng)機(jī)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，其信號(hào)頻率很多在幾百Hz-幾KHz之間，根據(jù)奈奎斯特定理，要求采樣頻率需達(dá)IOK以上。顯然這種在多通道采集的情況下，又要滿足高采樣頻率是限制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能的瓶頸。
[0004]通常的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有兩種架構(gòu)，一種是時(shí)分復(fù)用采集模式，另外一種是并行采集模式。
[0005]時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)采集模式的硬件原理框圖如圖1所示。來(lái)自多個(gè)傳感器的信號(hào)，在整形、濾波、放大等預(yù)處理后，送到模擬開(kāi)關(guān)，然后由控制器根據(jù)采樣頻率依次選通模擬開(kāi)關(guān)的某個(gè)通道，將該路信號(hào)送到高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0006]所謂時(shí)分復(fù)用就是在一個(gè)采樣周期內(nèi)對(duì)所有通道完成每個(gè)通道的單次切換和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所有通道共用同一片AD轉(zhuǎn)換器。在控制器的控制下，根據(jù)采樣頻率先將模擬開(kāi)關(guān)選通至通道一，此時(shí)傳感器信號(hào)I進(jìn)入到ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，一直等到ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后將模擬開(kāi)關(guān)選通至通道二。此時(shí)傳感器信號(hào)2進(jìn)入到ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，一直等到ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后將模擬開(kāi)關(guān)選通至下一通道，以此類(lèi)推。其控制過(guò)程和工作過(guò)程分別如圖2和圖3所示。時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)采集模式的優(yōu)點(diǎn)在于只需要一片AD轉(zhuǎn)換器，相應(yīng)的成本較低。但是數(shù)據(jù)采集過(guò)程是串行進(jìn)行的，速度相對(duì)較慢。
[0007]并行數(shù)據(jù)采集模式的硬件原理框圖如圖4所示。來(lái)自多個(gè)傳感器的信號(hào)，在整形、濾波、放大等預(yù)處理后分別對(duì)應(yīng)送到一片AD轉(zhuǎn)換器，控制器分別控制AD轉(zhuǎn)換器完成通道轉(zhuǎn)換，中間過(guò)程不需要通道切換，每個(gè)通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換也由單獨(dú)的ADC完成，也就不存在等待其他通道轉(zhuǎn)換完成才能進(jìn)行下一通道模數(shù)轉(zhuǎn)換。其優(yōu)點(diǎn)在于控制靈活、轉(zhuǎn)換速度快，但是一個(gè)通道對(duì)應(yīng)一片AD轉(zhuǎn)換器，相應(yīng)成本也很高，控制邏輯復(fù)雜。
[0008]由上述分析可知，如何在低成本的同時(shí)，兼顧多通道、高采樣頻率的數(shù)據(jù)采集是亟需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于時(shí)分復(fù)用、多通道、高速工業(yè)數(shù)據(jù)采集的新控制方法和系統(tǒng)。本發(fā)明能提高時(shí)分復(fù)用的多通道工業(yè)數(shù)據(jù)采集的速度，滿足低成本、高采樣頻率、多個(gè)傳感器信號(hào)通道數(shù)據(jù)采集的需要。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖5所示，在此方法控制下，當(dāng)采樣標(biāo)志為I時(shí)，工作過(guò)程如圖6所示。
[0011]技術(shù)方案如下:
[0012]一種基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，采用模擬開(kāi)關(guān)切換N個(gè)采樣通道，N > 2，采用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器將當(dāng)前通道采樣的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并緩存該數(shù)字信號(hào);
[0013]數(shù)據(jù)采集步驟如下:
[0014]步驟1:初始化步驟；
[0015]初始化時(shí)鐘信號(hào)的周期T，時(shí)鐘頻率f = 1/T ;
[0016]確定采樣頻率fSMple ；
[0017]將模擬開(kāi)關(guān)切換到第一采樣通道；
[0018]步驟2:在一個(gè)采樣周期內(nèi)，當(dāng)采樣周期信號(hào)為高電平，由時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換器開(kāi)始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所述的采樣周期信號(hào)為具有頻率fsample的方波信號(hào)；
[0019]步驟3:等待A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時(shí)，由控制器向模塊開(kāi)關(guān)給出將當(dāng)前通道切換到下一個(gè)模擬通道的控制信號(hào)；若當(dāng)前采樣通道為最后一個(gè)采樣通道，則下一個(gè)模擬通道為第一采樣通道；
[0020]步驟4:A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行緩存，并返回到步驟2?！揪彺媾c切換時(shí)兩個(gè)相互獨(dú)立的操作，切換有可能在緩存前，緩存時(shí)，或緩存后，如果切換速度比較慢，有可能在寫(xiě)緩存的時(shí)候，正在切換。這一點(diǎn)體現(xiàn)了并行處理的思想】
[0021]【按照驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘f的取法，在寫(xiě)緩存的時(shí)候，肯定能保證通道切換穩(wěn)定了】
[0022]記模擬開(kāi)關(guān)選通脈沖寬度為I\，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)序中的最小脈沖寬度為T(mén)2，數(shù)據(jù)緩存寫(xiě)信號(hào)的最小脈沖寬度為T(mén)3 ;時(shí)鐘周期T取max IT1, T2, T3I的1.1-2倍；
[0023]采樣頻率fsample= max {f1; f2,..., fn},其中，fk為第k個(gè)采樣通道的采樣頻率，k=I, 2,..., η ;
[0024]要求滿足f≥NX (m+2) Xfsample ;其中，m為A/D轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換需要的最短時(shí)間Tad與T的比值取整。
[0025]采樣通道數(shù)為24 ;時(shí)鐘周期T = 250ns,時(shí)鐘頻率f = 1/T = 4MHz為控制器外接時(shí)鐘頻率的二分頻；采樣頻率fsample = 20KHz。
[0026]一種基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣通道為24個(gè)，用于對(duì)10個(gè)點(diǎn)位的轉(zhuǎn)速、8個(gè)點(diǎn)位的加速度和6個(gè)點(diǎn)位的位移進(jìn)行采樣；兩片16選一的模擬開(kāi)關(guān)MAX306的24個(gè)輸入端接該24個(gè)采樣通道；模擬開(kāi)關(guān)的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接數(shù)據(jù)緩存器；
[0027]模擬開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)緩存器均與控制器相連；
[0028]A/D轉(zhuǎn)換器采用單通道16位AD7671芯片；控制器采用CPLD EPM7128A芯片；采用兩片2048X9位的FIFO IDT7203擴(kuò)展成2048X 16位作為數(shù)據(jù)緩存器與AD7671接口 ；
[0029]采用前述的基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。
[0030]有益效果
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于:
[0032]與傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用采集模式串行執(zhí)行方式相比，采用串行與并行結(jié)合的控制方法，即將不同通道間的模擬開(kāi)關(guān)切換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、寫(xiě)緩存等數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵步驟共享到同一段時(shí)隙內(nèi)一起執(zhí)行，利用了等待模數(shù)轉(zhuǎn)換完成這一空耗的時(shí)間，進(jìn)行通道切換，從而形成同一通道內(nèi)串行采樣與不同通道間并行采樣相結(jié)合的架構(gòu)，提高了采樣速度，降低了成本，從而有效提升了采集速度。保證多通道、高采樣頻率數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，減少了器件的數(shù)量，兼顧了較低的硬件成本，提高了系統(tǒng)可靠性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)采集模式硬件原理框圖；
[0034]圖2為時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)采集模式控制過(guò)程；
[0035]圖3為時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)采集模式工作過(guò)程；
[0036]圖4為并行數(shù)據(jù)采集模式硬件原理框圖；
[0037]圖5為本發(fā)明流程圖；
[0038]圖6為本發(fā)明工作過(guò)程；
[0039]圖7為采用本發(fā)明方法搭建的24通道風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0041]實(shí)施例1:有一個(gè)風(fēng)機(jī)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。需要獲取的物理量為:10個(gè)點(diǎn)位的轉(zhuǎn)速、8個(gè)點(diǎn)位的加速度和6個(gè)點(diǎn)位的位移，合計(jì)24個(gè)通道。其中，對(duì)單個(gè)點(diǎn)位轉(zhuǎn)速的采樣頻率要求為20KHz，單個(gè)點(diǎn)位加速度的采樣頻率要求為ΙΟΚΗζ，單個(gè)點(diǎn)位位移的采樣頻率要求為2KHz。采用時(shí)分復(fù)用采集模式搭建的硬件結(jié)構(gòu)如圖6所
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[0042]其中，米用兩片16選一的模擬開(kāi)關(guān)MAX306實(shí)現(xiàn)對(duì)24通道傳感器信號(hào)的切換；AD轉(zhuǎn)換器采用單通道16位高速AD7671 ;控制器采用Altera公司的CPLD EPM7128A ;采用兩片2048X9位的FIFO IDT7203擴(kuò)展成2048X 16位作為數(shù)據(jù)緩存與AD7671接口。
[0043]對(duì)該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，按照發(fā)明的新控制方法，具體數(shù)據(jù)采集步驟如下:
[0044]1、初始化工作時(shí)鐘周期和起始采樣通道等參數(shù):[0045]①?gòu)男酒瑪?shù)據(jù)手冊(cè)可以查到MAX306的選通脈沖寬度為T(mén)1 = 130ns、AD7671轉(zhuǎn)換時(shí)序中的最小脈沖寬度為T(mén)2 = 10ns、IDT7203的寫(xiě)信號(hào)最小脈沖寬度為T(mén)3 = 30ns。
[0046]對(duì)模擬開(kāi)關(guān)選通脈沖寬度1\、AD轉(zhuǎn)換時(shí)序中的最小脈沖寬度T2、數(shù)據(jù)緩存寫(xiě)信號(hào)的最小脈沖寬度T3取最大值Tw，即
[0047]Tw = max {T1, T2, T3} = 130ns ；
[0048]取Tw的1.1-2倍作為整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作的時(shí)鐘周期T，并由控制器的工作周期T。整數(shù)分頻得到。
[0049]控制邏輯在CPLD EPM7128A中實(shí)現(xiàn)，其外接時(shí)鐘為8MHz，即T。= 125ns?？紤]到對(duì)外接時(shí)鐘整數(shù)分頻以及留出充足的脈沖寬度操作硬件，因此取約1.923倍130ns為時(shí)鐘周期T，即T = 250ns,正好為控制器的工作周期T。的二分頻。此時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作的時(shí)鐘頻率為f = 1/T = 4MHz0
[0050]②將模擬開(kāi)關(guān)切換到將要采集的通道Ck，其中，k = 1，即通道一。
[0051 ] ③根據(jù)所有通道各自的采樣頻率fk，其中，k = I，2，...，η得到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率:
[0052]fsample = max{f1； f2,..., fj = 20kHz
[0053]因?yàn)閷?duì)N個(gè)通道以采樣頻率fsample按本方法對(duì)每個(gè)通道都采樣完一個(gè)點(diǎn)所需要的時(shí)間就是Tsample = l/fsampleo而本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由頻率為f的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng),這N個(gè)通道每個(gè)通道采樣完一個(gè)點(diǎn)實(shí)際上是由啟動(dòng)ADC、等待轉(zhuǎn)換、通道切換、寫(xiě)緩存等若干步驟組成的(如圖6所示)，以f為標(biāo)準(zhǔn)此時(shí)需要的最短時(shí)間為NX (m+2) XT。因此Tsample需大于或等于這一最短時(shí)間，即需滿足f SNX (m+2) Xfsample，其中，N為待采樣通道的總數(shù)量；m SADC完成模數(shù)轉(zhuǎn)換需要的最短時(shí)間Tad與時(shí)鐘周期T的比值取整，才能保證采集能正常進(jìn)行。如果數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率不能滿足上式，則說(shuō)明超出了其采樣的能力，則必須通過(guò)更換更快的模擬開(kāi)關(guān)、ADC或者數(shù)據(jù)緩存芯片。
[0054]本實(shí)施例中，4Mhz≥24*（1250/250 + 2)χ 20ΚHz
[0055]其中，待采樣通道的總數(shù)量N = 24 ;m為ADC完成模數(shù)轉(zhuǎn)換需要的最短時(shí)間Tad =1.25us(通過(guò)查AD7671的數(shù)據(jù)手冊(cè)得到)與時(shí)鐘周期T = 250ns的比值取整。
[0056]顯然數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率滿足f SNX (m+2) X fsample，說(shuō)明沒(méi)有超出了其采樣的能力。
[0057]對(duì)控制器的工作周期T。分頻得到fsample ；
[0058]數(shù)據(jù)采集過(guò)程中N個(gè)通道的一輪通道切換、ADC轉(zhuǎn)換、寫(xiě)緩存、等待轉(zhuǎn)換等步驟均在時(shí)鐘為高電平時(shí)進(jìn)行；而fsample為低電平時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)、ADC均回到初始狀態(tài)，為確保各個(gè)步驟無(wú)縫配合，要求時(shí)鐘占空比為
[0059]P = NX (2+m) XTXfsample,
[0060]本實(shí)施例中，要求的時(shí)鐘占空比為:




[0061 ] P=N X (2 + m) X T X f sample = 24 * (2 + —-) x 250nsx 2OKHz = 0.84


[0062]2、當(dāng)該時(shí)鐘fsample的單周期內(nèi)電平為高時(shí)，在時(shí)鐘頻率f的驅(qū)動(dòng)下，啟動(dòng)ADC開(kāi)始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并執(zhí)行步驟3，否則執(zhí)行步驟2。[0063]3、等待轉(zhuǎn)換完成的同時(shí)進(jìn)行通道切換。
[0064]①等待一個(gè)時(shí)鐘周期T = 250ns ;同時(shí)更新切換通道的下標(biāo)k。當(dāng)k = 24時(shí),則將k賦初值1，否則k = k+Ι，將模擬開(kāi)關(guān)切換到下一個(gè)將要采集的通道Ck。
[0065]②進(jìn)入等待狀態(tài)。等待ADC完成模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，即AD7671的轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志引腳BUSY變?yōu)榈碗娖?通過(guò)查AD7671的數(shù)據(jù)手冊(cè)得到)。當(dāng)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換完成，進(jìn)入到步驟4，
否則一直等待。
[0066]4、在時(shí)鐘頻率f的驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)生數(shù)據(jù)緩存寫(xiě)信號(hào)，即輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的低電平作用于IDT7203的寫(xiě)控制腳，將ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到數(shù)據(jù)緩存。并回到步驟2繼續(xù)執(zhí)行。
【權(quán)利要求】
1.一種基于吋分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，采用模擬開(kāi)關(guān)切換N個(gè)采樣通道，N ≥ 2，采用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器將當(dāng)前通道采樣的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并緩存該數(shù)字信號(hào)； 數(shù)據(jù)采集步驟如下: 步驟1:初始化步驟； 初始化吋鐘信號(hào)的周期T，吋鐘頻率f = 1/T ; 確定采樣頻率fsample ； 將模擬開(kāi)關(guān)切換到第一采樣通道； 步驟2:在一個(gè)采樣周期內(nèi)，當(dāng)采樣周期信號(hào)為高電平，由吋鐘信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換器開(kāi)始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所述的采樣周期信號(hào)為具有頻率fsample的方波信號(hào)； 步驟3:等待A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同吋，由控制器向模塊開(kāi)關(guān)給出將當(dāng)前通道切換到下一個(gè)模擬通道的控制信號(hào)；若當(dāng)前采樣通道為最后一個(gè)采樣通道，則下一個(gè)模擬通道為第一采樣通道； 步驟4:A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行緩存，并返回到步驟2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于吋分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，記模擬開(kāi)關(guān)選通脈沖寬度為I\，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換吋序中的最小脈沖寬度為T(mén)2，數(shù)據(jù)緩存寫(xiě)信號(hào)的最小脈沖寬度為T(mén)3 ;吋鐘周期T取HiaxIT1, T2, T3I的1.1-2倍； 采樣頻率fsample = max{f1； f2,..., fn},其中，fk為第k個(gè)采樣通道的采樣頻率,k = I,2，...，η; 要求滿足f≥NX (m+2) Xfsample ;其中，m為A/D轉(zhuǎn)換器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換需要的最短時(shí)間Tad與T的比值取整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，采樣通道數(shù)為24 ;時(shí)鐘周期T = 250ns,時(shí)鐘頻率f = 1/T = 4MHz為控制器外接時(shí)鐘頻率的二分頻；采樣頻率fsample = 20KHz。
4.一種基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，采樣通道為24個(gè)，用于對(duì)10個(gè)點(diǎn)位的轉(zhuǎn)速、8個(gè)點(diǎn)位的加速度和6個(gè)點(diǎn)位的位移進(jìn)行采樣；兩片16選一的模擬開(kāi)關(guān)MAX306的24個(gè)輸入端接該24個(gè)采樣通道；模擬開(kāi)關(guān)的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接數(shù)據(jù)緩存器； 模擬開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)緩存器均與控制器相連； A/D轉(zhuǎn)換器采用單通道16位AD7671芯片；控制器采用CPLD EPM7128A芯片；采用兩片2048X9位的FIFO IDT7203擴(kuò)展成2048 X 16位作為數(shù)據(jù)緩存器與AD7671接口 ； 采用權(quán)利要求3所述的基于時(shí)分復(fù)用和多通道的工業(yè)數(shù)據(jù)采集方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK103453983SQ201310355797
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】朱江, 裴廷睿, 許海霞, 印峰, 田淑娟 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)