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傳感器數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:12314950閱讀:579來源:國知局

本實用新型涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。更具體地說,本實用新型涉及一種傳感器數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)。



背景技術(shù):

數(shù)據(jù)采集,又稱數(shù)據(jù)獲取,是利用一種裝置,從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口,從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集信息的過程。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。采集一般是采樣方式,即隔一定時間(稱采樣周期)對同一點數(shù)據(jù)重復(fù)采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時值,也可是某段時間內(nèi)的一個特征值。隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用在各種測試和控制系統(tǒng)中,人們越來越關(guān)注數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各項技術(shù)指標(biāo),尤其是采樣頻率和精度等?,F(xiàn)有飛行器、車載裝備等小型設(shè)備上所需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往體積較大才能實現(xiàn)精度高,體積小又不能實現(xiàn)精度的需求,存在采樣頻率固定、功能單一、通用性差等缺點,同時也無法滿足在設(shè)備體積小的前提下,實現(xiàn)采樣率和精度高等要求。由此,輕便、高效、便捷、生產(chǎn)成本低的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器成為迫切需要解決的問題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷,并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本實用新型還有一個目的是提供一種可以采集至少兩路壓電加速度傳感器數(shù)據(jù)和至少一路ICP加速度傳感器數(shù)據(jù)的記錄系統(tǒng),對信號進行放大和過濾,以實現(xiàn)采樣率和精度高的目的。

為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點,提供了一種傳感器數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng),包括:

至少兩路壓電加速度傳感器分別與至少兩路第一放大濾波器通訊連接;

至少一路ICP加速度傳感器與至少一路第二放大濾波器通訊連接;

所述至少兩路第一放大濾波器、至少一路第二放大濾波器均與AD采集芯片連接進行采樣;

所述AD采集芯片通過單片機與存儲芯片連接;其中,

所述ICP加速度傳感器和所述至少一路第二放大濾波器之間設(shè)置有恒流激勵源為所述ICP加速度傳感器的供電。

優(yōu)選的是,所述單片機還與USB接口連接。

優(yōu)選的是,所述單片機采用STM32F7單片機。

優(yōu)選的是,所述AD采集芯片采用16位AD采集芯片。

優(yōu)選的是,所述至少兩路第一放大濾波器、至少一路第二放大濾波器均采用LF353D。

本實用新型至少包括以下有益效果:通過至少兩路壓電加速度傳感器數(shù)據(jù)和至少一路ICP加速度傳感器數(shù)據(jù)的記錄系統(tǒng),對信號進行放大和過濾。數(shù)據(jù)記錄設(shè)備大小為62mm x 22mm,高度小于7mm;功耗小于1.02W;每路數(shù)據(jù)采樣率可達100KSps,采樣分辨率16位,記錄時間最大可達25分鐘,實現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)記錄設(shè)備體積小,集成度高,功耗低,采樣率和精度高的優(yōu)點。

本實用新型的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對本實用新型的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的傳感器數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

圖1示出了根據(jù)本實用新型的一種實現(xiàn)形式,其中包括:兩路壓電加速度傳感器分別與兩路第一放大濾波器通訊連接,一路ICP加速度傳感器與第二放大濾波器通訊連接,兩路第一放大濾波器、一路第二放大濾波器均與AD采集芯片連接進行采樣,AD采集芯片通過單片機與存儲芯片連接,ICP加速度傳感器和第二放大濾波器之間設(shè)置有恒流激勵源為一路ICP加速度傳感器的供電,單片機還與USB接口連接。

壓電加速度傳感器輸出感應(yīng)電壓,第一放大濾波器以完成信號的阻抗匹配和信號放大功能,將微弱加速度傳感器輸出信號放大為適合采集的信號電平并且將疊加在有效信號上面的噪聲濾除。ICP加速度傳感器前端電路有恒流激勵源,加速度傳感器信號疊加在恒流激勵源上,通過電容隔離,進入第二放大濾波器。濾波的信號進入AD采集芯片進行采樣,STM32F7單片機控制AD采集芯片,將AD采集芯片采集的數(shù)據(jù)保存在存儲芯片中。USB數(shù)據(jù)記錄設(shè)備上電后首先檢測USB接口是否連接,如果USB接口沒有連接,則判斷FLASH存儲芯片中是否有數(shù)據(jù),如果有數(shù)據(jù),記錄設(shè)備處于空閑狀態(tài);如果無數(shù)據(jù),記錄設(shè)備開始數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)采集達到最大采集量,記錄設(shè)備停止采集。如果USB接口連接了,數(shù)據(jù)采集設(shè)備處于USB數(shù)據(jù)讀取狀態(tài),通過判斷FLASH存儲芯片中是否有數(shù)據(jù),告知上位機軟件是否有采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集完成后上位機軟件通過USB接口讀取采集數(shù)據(jù),保存采集結(jié)果,繪制采集波形分析采集結(jié)果。將記錄設(shè)備中的數(shù)據(jù)清除等功能。

在另一種實例中,單片機采用STM32F7單片機,該單片機最高工作頻率達216MHz,指令采用6級流水線,兩個通用目的DMA控制器,片上USB高速PHY,具有nandflash無縫連接接口FMC口,片上SPI接口。

在另一種實例中,AD采集芯片采用16位AD采集芯片,該芯片集成模擬前端,獨立于通道的可編程輸入范圍,5V模擬電源,輸入高壓保護,500KSPS的總吞吐量,采樣精度達到1/65536。

在另一種實例中,至少兩路第一放大濾波器、至少一路第二放大濾波器均采用LF353D,以實現(xiàn)輸入阻抗高,帶寬、偏執(zhí)電流和噪聲電流足夠小,滿足使用要求。

本實用新型應(yīng)用在飛行器等小型設(shè)備中,利用對氣壓及加速度的感應(yīng)后的數(shù)據(jù)進行處理,同時實現(xiàn)了在設(shè)備小的前提下,每路數(shù)據(jù)采樣率可達100KSps,采樣分辨率16位,記錄時間最大可達25分鐘,且集成度高,功耗低,采樣率和精度高的優(yōu)點。

盡管本實用新型的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言,可容易地實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本實用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。

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