R5，N1和N2選擇低漂移的運(yùn)放，輸入電壓分別通過第一放大器的Rl、R2與N1和第二放大器的R4、R5與N2，輸出至第一 V/F采樣系統(tǒng)的V/F轉(zhuǎn)換單元與第二 V/F采樣系統(tǒng)的V/F轉(zhuǎn)換單元，設(shè)定每個(gè)V/F轉(zhuǎn)換單元將0至+5V的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由一個(gè)放大倍數(shù)為-1的放大器將-5V至0的電壓轉(zhuǎn)換成0至+5V的電壓。
[0032]兩個(gè)V/F轉(zhuǎn)換單元分別輸出0V至5V電壓的脈沖(定義為Π)和-5V至0V電壓的脈沖(定義為f2)，微處理器將進(jìn)行計(jì)算:
[0033]f3 = fl-f2
[0034]f3是采樣的結(jié)果，將上傳至上位機(jī)。
[0035]所述新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置還包括溫度傳感器，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。
[0036]請(qǐng)參閱圖4，所述測溫工作在開始采樣時(shí)，步驟依次為等待、采樣、計(jì)算、傳送至測溫第一步，并循環(huán)上述步驟至測溫第二步、測溫第三步、測溫第四部及測溫第五步形成持續(xù)循環(huán)至測溫第η步。
[0037]具體的，所述溫度傳感器的測溫工作方法，包括:
[0038]步驟1，初始化操作；
[0039]步驟2，發(fā)出測溫指令；
[0040]步驟3，初始化操作；
[0041]步驟4，發(fā)出讀溫度值指令；
[0042]步驟5，讀出溫度值。
[0043]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(gè)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(shí)間段進(jìn)行。
[0044]所述溫度傳感器選用DS18B20，測溫等待的時(shí)間不小于0.75s，測溫操作的時(shí)間約為5ms，這些時(shí)間超過了定時(shí)采集三路脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間，需要將測溫操作的時(shí)間分解為五個(gè)短的時(shí)間段，由于溫度變化過程相對(duì)緩慢，故測溫的時(shí)間間隔選擇為5至10秒。
[0045]由于測溫等待的時(shí)間應(yīng)大于0.75s，而每次發(fā)出測溫指令到發(fā)出讀溫度值指令的時(shí)間小于30ms，30ms為若干個(gè)采樣信號(hào)周期，遠(yuǎn)小于0.75s ;所以，每次讀出的溫度值是上一次的測溫結(jié)果，具體為上一個(gè)測溫間隔時(shí)間5至10秒前的，考慮到溫度變化過程在這一個(gè)測溫時(shí)間間隔內(nèi)變化不會(huì)很大，其結(jié)果是可以接受的。
[0046]微處理器在每個(gè)上傳數(shù)據(jù)過程中，上傳上次的測溫結(jié)果，只有當(dāng)重新測溫完成后，才更新上次的測溫結(jié)果。
[0047]綜上所述，本發(fā)明提供的新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置及其工作方法采用兩套相同的V/F轉(zhuǎn)換單元，實(shí)現(xiàn)從-5V至+5V的電壓測量范圍，利用微處理器進(jìn)行的三通道采樣、計(jì)算，并通過串口通信接口發(fā)送到上位機(jī)，而且將測溫過程分為五步驟進(jìn)行，在每個(gè)采樣V/F信號(hào)后的空閑時(shí)間段執(zhí)行相應(yīng)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(jī)的任務(wù)功能，并且同時(shí)能夠保持轉(zhuǎn)換后的線性度盡可能地相同。
[0048]上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置，其特征在于:具有串口通信接口、非易失存儲(chǔ)器、溫度傳感器、第一 ν/F采樣系統(tǒng)、第二 ν/F采樣系統(tǒng)及第三ν/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(gòu)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(chǔ)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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置，其特征在于，所述放大器為兩個(gè)，其中一個(gè)的放大倍數(shù)為1，其中另一個(gè)的放大倍數(shù)為-1。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置，其特征在于，所述V/F轉(zhuǎn)換單元為兩個(gè)，所述兩個(gè)V/F轉(zhuǎn)換單元分別與所述兩個(gè)放大器電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置，其特征在于，所述微處理器用于控制數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。5.如權(quán)利要求1所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，其特征在于包括下述步驟: 步驟1，提供第一 V/F采樣系統(tǒng)，當(dāng)開始采樣時(shí)，采樣信號(hào)的下降沿脈沖進(jìn)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(jìn)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(hào)，接收到信號(hào)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(duì)采樣信號(hào)的脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行計(jì)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 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(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，其特征在于:上述步驟(2)中，所述放大器為兩個(gè)，其中一個(gè)的放大倍數(shù)為1，其中另一個(gè)的放大倍數(shù)為-1 ;所述V/F轉(zhuǎn)換單元為兩個(gè)，所述兩個(gè)V/F轉(zhuǎn)換單元分別與所述兩個(gè)放大器電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，其特征在于，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。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，其特征在于，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。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新式壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置的工作方法，其特征在于，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(gè)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(shí)間段進(jìn)行。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置。所述新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置包括串口通信接口、非易失存儲(chǔ)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(gòu)相同，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。本發(fā)明提供的新型壓頻轉(zhuǎn)換采樣裝置及其工作方法不僅能夠滿足測量范圍的要求，簡化上位機(jī)的任務(wù)功能，并且同時(shí)能夠保持轉(zhuǎn)換后的線性度盡可能地相同。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號(hào)】CN105277782
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510679290
【發(fā)明人】趙治偉, 穆菲菲, 江文龍, 王鵬, 徐允鶴, 陳磊江, 黃凱, 寇學(xué)鋒, 范超
【申請(qǐng)人】陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日