CN102589611A - 动态信号测试分析采集仪 - Google Patents

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范钦横
陈沂
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Jiangsu Dong Hua Measuring Technology Inc Co
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Abstract

动态信号测试分析采集仪，它包括信号调理模块、核心控制单元和智能电源管理模块所组成。信号调理模块通过自定义高速并行总线以DMA数据传输方式与核心控制单元进行通讯实时传输测试数据，由智能电源管理模块向核心控制单元及信号调理模块进行电源供应，可实现远离外部电源的现场测试、移动检测。本发明具备多通道、实时、同步并行采集分析处理记录动态信号的能力；具有高精度、宽动态范围、高稳定度、强抗干扰、低功耗等特点；实现脱离计算机独立工作和全球同步采集，以太网口可方便地与外部设备通讯，信号测试功能通用，分析软件平台开放。

Description

动态信号测试分析采集仪
 
技术领域：本发明涉及到一种坚固式多参数动态信号测试分析采集仪。
背景技术：动态信号测试分析采集仪，是对具有一定变化速率的物理量信号进行测试、分析处理和记录的测试仪器，比如振动、应变、转速、电压等参数。广泛应用于国防科技、科研院所、大专院校、电力、冶金、石化、汽车工业、土木工程的科学试验、质量检验、故障诊断等场合。目前，市场上的动态信号采集仪产品都采用计算机加采集仪构成系统，完成动态信号的测试、简单分析显示和存储，由于受系统构成的限制，市场上该类产品存在以下缺点：如果现场没有电力供应，测试系统无法工作，特别是比较重要的实验中间出现异常断电的情况，测试系统不能持续工作；测试系统很难在恶劣的环境下工作；不能在脱离计算机的情况下通过线控独立工作；测试通道功能单一、通道数量少等问题。
发明内容：本发明的目的就是要提供一种动态信号测试分析采集仪，它能
克服现有技术所存在的问题，本发明的目的是这样实现的，动态信号测试分析采集仪，包括信号调理模块，核心控制单元，智能电源管理模块所组成，其特征在于：信号调理模块通过自定义总线与核心控制单元进行通讯，由智能电源管理模块向核心控制单元及信号调理模块进行电源供应，核心控制单元对智能电源管理模块进行管理，对信号调理模块进行控制；在所述的信号调理模块上设有程控放大器、A/D转换器、模拟滤波加DSP数字抗混滤波器，最多可实现32通道动态信号的同步并行采样，实现了高度集成、高精度、高稳定度、高可靠性；在所述的核心控制单元上设有使用x86芯片组的工业控制器、控制总线、数据总线和控制逻辑电路以太网接口、大容量电子盘、载有DMA驱动、linux操作系统和应用软件的板载CF卡，并可加载各种应用分析软件以适应多行业的测试分析需要；在所述的智能电源管理模块上设有充放电控制、电源供应、智能锂电池组和外接电源，可实现远离电源的现场测试、移动检测。
本发明具有高度集成模块化设计，采用了一系列多个参数的模拟信号放大、A/D转换、模拟滤波加实时数字滤波构成的高性能抗混滤波器等模块，DMA控制系统及基于x86为核心控制单元的控制模块，使硬件功能通用性强；LAN/WLAN标准数据传输和大容量缓存，结合核心控制单元的有效控制，提高了系统在恶劣环境下的可靠性和稳定性；应用先进的现场可编程技术元件来降低功耗和灵活的程序配置，使采集仪具有强大的适应能力；应用高分辨率16位A/D转换芯片加DSP信号处理达到宽动态范围，应用智能化电源管理技术加长仪器连续使用时间、延长电池使用寿命，先进的结构设计结合电磁兼容抗干扰设计技术实现测试的高精度、高稳定性。采用线控及语音控制模块适应各种无法使用计算机操作的场合，GPS实现全球同步测试。采用linux操作系统平台软件，完成系统控制、存储和传输功能。可以加载不同的环境应用软件以适用于多个行业的测试和分析处理，扩大了应用面，适应性更强。
附图说明： 图1是本发明原理方框图
⒈信号调理模块     ⒉核心控制单元     ⒊智能电源管理模块
具体实施方式:
下面结合方框图对本发明作进一步说明；
动态信号测试分析采集仪，包括信号调理模块1，核心控制单元2，智能电源管理模块3所组成，其特征在于：信号调理模块1通过自定义总线与核心控制单元2进行通讯，由智能电源管理模块3向核心控制单元2及信号调理模块1进行电源供应，核心控制单元2对智能电源管理模块3进行管理，对信号调理模块1进行控制；在所述的信号调理模块1上设有程控放大器、A/D转换器、模拟滤波加DSP数字抗混滤波器，最多可实现32通道动态信号的同步并行采样，实现了高度集成、高精度、高稳定度、高可靠性；在所述的核心控制单元2上设有使用x86芯片组的工业控制器、控制总线、数据总线和控制逻辑电路以太网接口、大容量电子盘、载有DMA驱动、linux操作系统和应用软件的板载CF卡，并可加载各种应用分析软件以适应多行业的测试分析需要；在所述的智能电源管理模块3上设有充放电控制、电源供应、智能锂电池组和外接电源，可实现远离电源的现场测试、移动检测。具体实施时，信号调理模块：采用模块化设计的硬件，多层线路板，选用最新低功耗模拟器件，采用表面贴片技术安装工艺，高度智能化一体控制，实现强抗干扰、高可靠、“傻瓜式”控制操作；采用现场可编程控制器独立控制，使用模拟滤波加16位A/D转换芯片加 DSP抗混叠滤波达到宽动态范围。智能电源管理：通过充放电控制模块、电源管理模块将智能锂电池、外接电源、车载电源、电源适配器实现智能化管理，加长了仪器连续工作时间，延长了电池组寿命。
核心控制单元：采用先进的自主设计的基于自定义总线构架的高速测量数据传输接口及底部驱动程序，实现微型化、低功耗以适用于现场没有供电及恶劣环境。测试数据存放于海量可达32G的抗震电子硬盘中，连续记录的长度取决于硬盘中存储空间。通用有线/无线以太网口实现可以多种模式与外部系统通讯。线控及语音控制模块通过采样和停止按键实现脱离计算机条件下的数据采集，同时MIC功能在记录采集数据的同时可以录入语音，实现语音信号和采集的数据信号同步进行。GPS测速/同步模块使用全球定位技术软件是基于linux操作系统平台的嵌入式实时多任务测试分析应用软件，固化在板载CF卡中，由自主开发的嵌入式系统DMA数据传输底部驱动及系列应用程序组成，可完成动态信号测试分析的参数设置、操作控制，实时存储，以太网实时数据传输等功能，并且可以加载自主开发的旋转机械分析、现场动平衡软件等多种行业应用软件进行专用的信号测试分析。

Claims (5)

1.动态信号测试分析采集仪，包括信号调理模块（1）、核心控制单元（2）和智能电源管理模块（3），其特征在于：所述的信号调理模块（1）通过自定义总线与核心控制单元（2）进行通讯，由智能电源管理模块（3）向核心控制单元（2）及信号调理模块（1）进行电源供应，核心控制单元（2）
对智能电源管理模块（3）进行管理，对信号调理模块（1）进行控制。
2.根据权利要求1所述的动态信号测试分析采集仪，其特征在于：在所述的信号调理模块（1）上设有程控放大器、A/D转换器、模拟滤波加DSP
数字抗混滤波器，最多可实现32通道动态信号的同步并行采样。
3.根据权利要求1所述的动态信号测试分析采集仪，其特征在于：在所述的核心控制单元（2）上设有使用x86芯片组的工业控制器、控制总线、数据总线和控制逻辑电路以太网口、大容量电子盘、载有DMA驱动、linux操作系统和应用软件的板载CF卡，并可加载各种应用分析软件以
适应多行业的测试分析需要。
4.根据权利要求1所述的动态信号测试分析采集仪，其特征在于：在所述的核心控制单元（2）中采用线控及语音控制模块，完成系统脱离计算机工作时数据采集和数据标识；采用GPS实现分布式同步数据采集。
5.根据权利要求1所述的动态信号测试分析采集仪，其特征在于：在所述的智能电源管理模块（3）上设置充放电控制、电源供应、智能锂电池组和外接电源，可实现远离电源的现场测试、移动检测。
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