新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬精密電壓采集技術領域，具體涉及一種新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置及其工作方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，V/F轉(zhuǎn)換多為獨立的單元，輸入為電壓信號(或電流輸入，通過相關電路轉(zhuǎn)換為電壓)，輸出為脈沖信號。上位機將該脈沖信號采集后再進行相關的處理。為獲得高的采樣精度，通常采用兩段量程工作，即在較小的電壓范圍內(nèi)，使用一個刻度系數(shù)，超過此量程，將采用另一個刻度系數(shù)，因此有必要提出改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置及其工作方法。
[0004]本發(fā)明提供的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置包括串口通信接口、非易失存儲器、溫度傳感器、第一 V/F采樣系統(tǒng)、第二 V/F采樣系統(tǒng)及第三V/F采樣系統(tǒng)，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)、第二 V/F采樣系統(tǒng)及第三V/F采樣系統(tǒng)結(jié)構相同，均包括依次電連接的放大器、V/F轉(zhuǎn)換單元和微處理器，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)、第二 V/F采樣系統(tǒng)及第三V/F采樣系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)線連接，所述串口通信接口與所述非易失存儲器分別與所述第一 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器電連接，所述溫度傳感器與所述第二 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器電連接。
[0005]優(yōu)選的，所述放大器為兩個，其中一個的放大倍數(shù)為1，其中另一個的放大倍數(shù)為-1。
[0006]優(yōu)選的，所述V/F轉(zhuǎn)換單元為兩個，所述兩個V/F轉(zhuǎn)換單元分別與所述兩個放大器電連接。
[0007]優(yōu)選的，所述微處理器用于控制數(shù)據(jù)采集，并對采集的數(shù)據(jù)進行誤差補償。
[0008]本發(fā)明還提供一種新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，包括:
[0009]步驟1，提供第一 V/F采樣系統(tǒng)，當開始采樣時，采樣信號的下降沿脈沖進入所述第一 V/F采樣系統(tǒng)，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器進入采樣中斷采樣處理過程；步驟2，提供第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)，向所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)發(fā)出采樣信號，接收到信號后，所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)的放大器對采樣信號的脈沖數(shù)據(jù)進行采集，并通過所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)的微處理器進行計算；步驟3，完成后，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器分別通過數(shù)據(jù)線讀取所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；步驟4，提供串口通信接口，所述第一 VF采樣系統(tǒng)的微處理器通過所述串口通信接口向上位機發(fā)出數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選的，在步驟(2)中，所述放大器為兩個，其中一個的放大倍數(shù)為1，其中另一個的放大倍數(shù)為-1 ;所述V/F轉(zhuǎn)換單元為兩個，所述兩個V/F轉(zhuǎn)換單元分別與所述兩個放大器電連接。
[0011]優(yōu)選的，還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述第二 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器電連接。
[0012]優(yōu)選的，所述溫度傳感器的測溫工作方法，包括:步驟1，初始化操作；步驟2，發(fā)出測溫指令；步驟3，初始化操作；步驟4，發(fā)出讀溫度值指令；步驟5，讀出溫度值。
[0013]優(yōu)選的，所述新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置溫度傳感器的測溫工作方法將上述5個步驟穿插在第二 V/F采樣系統(tǒng)采樣和數(shù)據(jù)傳送以外的空閑時間段進行。
[0014]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明采用兩套相同的V/F轉(zhuǎn)換單元，實現(xiàn)從-5V至+5V的電壓測量范圍，利用微處理器進行的三通道采樣、計算，并通過串口通信接口發(fā)送到上位機，而且將測溫過程分為五步驟進行，在每個采樣V/F信號后的空閑時間段執(zhí)行相應的步驟，本發(fā)明不僅能夠滿足測量范圍的要求，簡化上位機的任務功能，并且同時能夠保持轉(zhuǎn)換后的線性度盡可能地相同。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構原理框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳送工作步驟圖；
[0017]圖3為電壓轉(zhuǎn)換電路圖；
[0018]圖4為測溫工作步驟圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1描述本發(fā)明的一種實施例。
[0020]本發(fā)明公開一種新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置，請參閱圖1，所述一種新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置包括串口通信接口 4、非易失存儲器5、溫度傳感器6、第一 V/F采樣系統(tǒng)1、第二 V/F采樣系統(tǒng)2及第三V/F采樣系統(tǒng)3，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)1、第二 V/F采樣系統(tǒng)2及第三V/F采樣系統(tǒng)3結(jié)構相同，均包括依次電連接的放大器、V/F轉(zhuǎn)換單元和微處理器，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)1、第二 V/F采樣系統(tǒng)2及第三V/F采樣系統(tǒng)3之間通過數(shù)據(jù)線連接，所述串口通信接口 4與所述非易失存儲器5分別與所述第一 V/F采樣系統(tǒng)1的微處理器電連接，所述溫度傳感器5與所述第二 V/F采樣系統(tǒng)2的微處理器電連接。
[0021]在本實施例中，所述放大器為兩個，其中一個的放大倍數(shù)為1，其中另一個的放大倍數(shù)為-1 ;所述V/F轉(zhuǎn)換單元為兩個，所述兩個V/F轉(zhuǎn)換單元分別與所述兩個放大器電連接。
[0022]所述微處理器用于控制數(shù)據(jù)采集，并對采集的數(shù)據(jù)進行誤差補償。
[0023]本發(fā)明還提供一種新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，請參閱圖2，數(shù)據(jù)傳送工作步驟包括采樣信號的開始采樣、傳送第二路的數(shù)據(jù)、傳送第三路的數(shù)據(jù)、傳送溫度值數(shù)據(jù)及串口開始發(fā)出數(shù)據(jù)并對上述步驟進行依次循環(huán)。
[0024]具體的，所述新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法包括:
[0025]步驟1，提供第一 V/F采樣系統(tǒng)，當開始采樣時，采樣信號的下降沿脈沖進入所述第一 V/F采樣系統(tǒng)，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器進入采樣中斷采樣處理過程；
[0026]步驟2，提供第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)，向所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)發(fā)出采樣信號，接收到信號后，所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)的放大器對采樣信號的脈沖數(shù)據(jù)進行采集，并通過所述第二 V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)的微處理器進行計算；
[0027]步驟3，完成后，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器分別通過數(shù)據(jù)線讀取所述第二V/F采樣系統(tǒng)和第三V/F采樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；
[0028]步驟4，提供串口通信接口，所述第一 V/F采樣系統(tǒng)的微處理器通過所述串口通信接口向上位機發(fā)出數(shù)據(jù)。
[0029]單個V/F轉(zhuǎn)換單元不足以滿足將-5V至+5V的電壓轉(zhuǎn)換成很高分辨率的數(shù)字信號的需求，需要使用兩個V/F轉(zhuǎn)換單元才能滿足要求。
[0030]為確保轉(zhuǎn)換后的線性度盡可能地相同，在本實施例中，步驟2所述的放大器為兩個，其中一個的放大倍數(shù)為1，其中另一個的放大倍數(shù)為-1 ;所述V/F轉(zhuǎn)換單元為兩個，所述兩個V/F轉(zhuǎn)換單元分別與所述兩個放大器電連接。
[0031]具體的，采用兩套相同的V/F轉(zhuǎn)換單元，請參閱圖3，選取R1 = R2 = R3，R3 =R4 II