CN103868543B - 一种数据采集卡及数据采集测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据采集卡及数据采集测量装置，该数据采集卡包括：接线端子模块、线路模块、开关模块和控制器；接线端子模块包括公共端子和多个接线端子组；线路模块包括第一端子总线、第二端子总线、第一主测量总线、第二主测量总线、第一副测量总线、第二副测量总线；开关模块包括端子总线双刀开关、副测量总线双刀开关、第一高位单刀开关、第二高位单刀开关、第三高位单刀开关、第四高位单刀开关和多个低位双刀开关；低位双刀开关与电源多个接线端子组一一对应。本发明集成实现了1线模式、2线模式、4线模式，并实现了在不同接线模式间进行切换的功能。

Description

一种数据采集卡及数据采集测量装置

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，具体地，涉及一种数据采集卡及数据采集测量装置。

背景技术

数据采集测量装置集数据采集、测量和处理等功能于一体，被广泛应用于通信、医疗、工业自动化等领域。当被测数据为多种样式时，一般要求数据采集测量装置同时具有1线、2线和4线切换功能，但由于目前数据采集卡只能实现单独的1线模式/2线模式/4线模式，而不能集成实现1线模式、2线模式、4线模式以及不同接线模式间的切换功能，因此，现有的数据采集测量装置需要同时配置单独实现1线模式、2线模式、4线模式的三种数据采集卡来实现相应的数据采集功能，配置复杂而且成本高。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种数据采集卡和数据采集测量装置，以解决现有的数据采集卡不能集成实现1线模式、2线模式、4线模式，以及在不同接线模式间进行切换的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种数据采集卡，所述数据采集卡包括：接线端子模块、线路模块、开关模块和控制器；

所述接线端子模块包括：公共端子和多个接线端子组，每一接线端子组包括第一接线端子和第二接线端子；

所述线路模块包括：第一端子总线、第二端子总线、第一主测量总线、第二主测量总线、第一副测量总线、第二副测量总线；

所述开关模块包括：端子总线双刀开关、副测量总线双刀开关、第一高位单刀开关、第二高位单刀开关、第三高位单刀开关、第四高位单刀开关和多个低位双刀开关；所述多个低位双刀开关与所述多个接线端子组一一对应；

其中，所述每一接线端子组中，第一接线端子通过对应的低位双刀开关与第一端子总线电连接，第二接线端子通过对应的低位双刀开关与第二端子总线电连接；

所述第一端子总线由所述端子总线双刀开关电连接的两个第一端子总线分段构成；

所述第二端子总线由所述端子总线双刀开关电连接的两个第二端子总线分段构成；

至少一个所述低位双刀开关与所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接；其余所述低位双刀开关与所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接；

所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段通过第一高位单刀开关与第一主测量总线电连接；所述端子总线双刀开关一端的第二端子总线分段通过第二高位单刀开关与第一主测量总线电连接，通过第三高位单刀开关与第二主测量总线电连接；

所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段通过副测量总线双刀开关与第一副测量总线电连接；所述端子总线双刀开关另一端的第二端子总线分段通过副测量总线双刀开关与第二副测量总线电连接；

所述公共端子通过第四高位单刀开关与第二主测量总线电连接；

所述控制器分别连接所述端子总线双刀开关、副测量总线双刀开关、第一高位单刀开关、第二高位单刀开关、第三高位单刀开关、第四高位单刀开关和多个低位双刀开关，用于控制所述各开关闭合或断开。

一种数据采集测量装置，所述数据采集测量装置包括：数据测量单元、如上所述的数据采集卡；

所述数据测量单元与所述数据采集卡电连接；

所述数据测量单元接收所述数据采集卡传输的数据并对其进行测量和处理。

借助于上述技术方案，本发明在一张数据采集卡上集成实现了1线模式、2线模式、4线模式，并实现了在不同接线模式间进行切换的功能；采用本发明提供的数据采集卡和数据采集装置，可根据待测信号的类型选择合适的接线模式进行采集和测量，并且可根据待测信号的变化及时更换接线模式；相比于现有技术，本发明实施例不仅提高了数据采集测量的灵活性，而且可以不必再通过配置单独实现1线模式、2线模式、4线模式的三种数据采集卡来实现相应的数据采集功能，简化了数据采集测量装置的配置，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的数据采集卡结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的数据采集卡具体电路示意图；

图3是本发明实施例一提供的另一种数据采集卡具体电路示意图；

图4是本发明实施例一提供的再一种数据采集卡具体电路示意图；

图5是本发明实施例二提供的数据采集卡结构示意图；

图6是本发明实施例四提供的数据采集测量装置结构示意图；

图7是本发明实施例五提供的数据采集卡具体电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于现有的数据采集卡存在不能集成实现1线模式、2线模式、4线模式，以及在不同接线模式间进行切换的问题，本发明实施例提供了一种数据采集卡及数据采集测量装置，用以集成实现1线模式、2线模式和4线模式，以及在不同接线模式间进行切换的功能。以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

本实施例提供一种数据采集卡，如图1所示，该数据采集卡包括：接线端子模块11、线路模块12、开关模块13和控制器14；

所述接线端子模块11包括：公共端子和多个接线端子组，每一接线端子组包括第一接线端子和第二接线端子；

所述线路模块12包括：第一端子总线、第二端子总线、第一主测量总线、第二主测量总线、第一副测量总线、第二副测量总线；

所述开关模块13包括：端子总线双刀开关、副测量总线双刀开关、第一高位单刀开关、第二高位单刀开关、第三高位单刀开关、第四高位单刀开关和多个低位双刀开关；所述多个低位双刀开关与所述多个接线端子组一一对应；

图2所示为本实施例的具体电路示意图：

每一低位双刀开关D的两端各具有两个触点，其一端的两个触点分别与该低位双刀开关D对应的接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L电连接，另一端的两个触点分别与第一端子总线BUS1和第二端子总线BUS2电连接，当该低位双刀开关D闭合时，第一接线端子H与第一端子总线BUS1连通，第二接线端子L与第二端子总线BUS2连通；

每一接线端子组M中，第一接线端子H通过对应的低位双刀开关D与第一端子总线BUS1电连接，第二接线端子L通过对应的低位双刀开关D与第二端子总线BUS2电连接；

第一端子总线BUS1由端子总线双刀开关G1电连接的两个第一端子总线分段BUS1_A和BUS1_B构成；

第二端子总线BUS2由端子总线双刀开关G1电连接的两个第二端子总线分段BUS2_A和BUS2_B构成；

端子总线双刀开关G1的两端各具有两个触点，其中一端的两个触点分别电连接第一端子总线分段BUS1_A和第二端子总线分段BUS2_A，另一端的两个触点分别电连接第一端子总线分段BUS1_B和第二端子总线分段BUS2_B；当端子总线双刀开关G1闭合时，第一端子总线分段BUS1_A与第一端子总线分段BUS1_B连通，第二端子总线分段BUS2_A与第二端子总线分段BUS2_B连通；

该数据采集卡中的多个低位双刀开关D被分为两部分，分别为低位双刀开关集合D_A和低位双刀开关集合D_B，其中，低位双刀开关集合D_A中的各低位双刀开关D与第一端子总线分段BUS1_A和第二端子总线分段BUS2_A电连接，低位双刀开关集合D_B中的各低位双刀开关D与第一端子总线分段BUS1_B和第二端子总线分段BUS2_B电连接；

低位双刀开关集合D_A中包括的低位双刀开关数量与低位双刀开关集合D_B中包括的低位双刀开关数量可以相同，也可以不同；

第一高位单刀开关K1的一端电连接第一端子总线分段BUS1_A，另一端电连接第一主测量总线HBUS；

第二高位单刀开关K2的一端电连接第二端子总线分段BUS2_A，另一端电连接第一主测量总线HBUS；

第三高位单刀开关K3的一端电连接第二端子总线分段BUS2_A，另一端电连接第二主测量总线LBUS；

第四高位单刀开关K4的一端电连接公共端子COM，另一端电连接第二主测量总线LBUS；

副测量总线双刀开关G2的两端各具有两个触点，其一端的两个触点分别电连接第一端子总线分段BUS1_B和第二端子总线分段BUS2_B，另一端的两个触点分别电连接第一副测量总线HBUS_S和第二副测量总线LBUS_S；当副测量总线双刀开关G2闭合时，第一端子总线分段BUS1_B与第一副测量总线HBUS_S连通，第二端子总线分段BUS2_B与第二副测量总线LBUS_S连通；

控制器14(图2中未示出)分别连接端子总线双刀开关G1、副测量总线双刀开关G2、第一高位单刀开关K1、第二高位单刀开关K2、第三高位单刀开关K3、第四高位单刀开关K4和多个低位双刀开关D，用于控制各开关闭合或断开。

优选的，数据采集卡工作于1线模式；则

端子总线双刀开关G1闭合，副测量总线双刀开关G2断开，第一高位单刀开关K1闭合，第二高位单刀开关K2断开，第三高位单刀开关K3断开，第四高位单刀开关K4闭合，公共端子COM和任意一个接线端子组M中的第一接线端子H接收待测数据，该接线端子组M对应的低位双刀开关D闭合；或，

端子总线双刀开关G1闭合，副测量总线双刀开关G2断开，第一高位单刀开关K1断开，第二高位单刀开关K2闭合，第三高位单刀开关K3断开，第四高位单刀开关K4闭合，公共端子COM和任意一个接线端子组M中的第二接线端子L接收待测数据，该接线端子组M对应的低位双刀开关D闭合。

具体的，当数据采集卡被要求工作在1线模式，且任意一个接线端子组M中的第一接线端子H和公共端子COM与外部待测端电连接用于接收待测数据时，该接线端子组M对应的低位双刀开关D闭合，并且所述数据采集卡中其他各开关的状态如表1中状态1所示；当要求数据采集卡工作在1线模式，且任意一个接线端子组M中的第二接线端子L和公共端子COM与外部待测端电连接用于接收待测数据时，该接线端子组对应的低位双刀开关D闭合，并且所述数据采集卡中其他各开关的状态如表1中状态2所示：

表1

优选的，数据采集卡工作于2线模式；则

端子总线双刀开关G1闭合，副测量总线双刀开关G2断开，第一高位单刀开关K1闭合，第二高位单刀开关K2断开，第三高位单刀开关K3闭合，第四高位单刀开关K4断开，任意一个接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L接收待测数据，该接线端子组M对应的低位双刀开关D闭合。

具体的，当数据采集卡被要求工作在2线模式时，任意一个接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L连接外部待测端用于接收待测数据时，该接线端子组M对应的低位双刀开关D闭合，并且所述数据采集卡中其他各开关的状态如表2所示：

表2

优选的，数据采集卡工作于4线模式；则

端子总线双刀开关G1断开，副测量总线双刀开关G2闭合，第一高位单刀开关K1闭合，第二高位单刀开关K2断开，第三高位单刀开关K3闭合，第四高位单刀开关K4断开；

低位双刀开关集合D_A中的任意一个低位双刀开关D闭合，与该低位双刀开关D对应的接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L接收待测数据；

低位双刀开关集合D_B中的任意一个低位双刀开关D闭合，与该低位双刀开关D对应的接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L接收待测数据。

具体的，当数据采集卡被要求工作在4线模式时，低位双刀开关集合D_A中的任意一个低位双刀开关D闭合，与该低位双刀开关D对应的接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L连接外部待测端，用于接收待测数据，并且，低位双刀开关集合D_B中的任意一个低位双刀开关D闭合，与该低位双刀开关D对应的接线端子组M中的第一接线端子H和第二接线端子L连接外部待测端，用于接收待测数据，即，所述两个接线端子组M配合以共同接收待测数据，实现4线模式采集功能，这种模式下所述数据采集卡中其他各开关的状态如表3所示：

表3

优选的，如图3所示，开关模块13还包括：主测量总线双刀开关G3；则

第一高位单刀开关K1和第二高位单刀开关K2通过主测量总线双刀开关G3与第一主测量总线HBUS电连接；

第三高位单刀开关K3和第四高位单刀开关K4通过主测量总线双刀开关G3与第二主测量总线LBUS电连接。

具体的，当数据采集卡工作于1线模式或2线模式或4线模式时，主测量总线双刀开关G3都处于闭合状态；而当主测量总线双刀开关G3断开时，数据采集卡的各种接线模式就被中断，因此，本实施例可通过控制主测量总线双刀开关G3的状态来中断或继续数据采集卡以某种接线模式的工作状态；此外，本实施例可通过控制主测量总线双刀开关G3断开实现将数据采集卡与外部隔离开来，以达到保护数据采集卡中各部件安全的目的；当数据采集测量装置中同时配置了两个以上的数据采集卡时，数据采集测量装置可通过控制每一数据采集卡中主测量总线双刀开关G3的状态来开启或关闭相应的数据采集卡。

优选的，端子总线双刀开关G1、主测量总线双刀开关G3、副测量总线双刀开关G2、第一高位单刀开关K1、第二高位单刀开关K2、第三高位单刀开关K3、第四高位单刀开关K4和多个低位双刀开关D为继电器。

具体的，本实施例提供的数据采集卡中，各开关可采用继电器实现，所述控制器14可通过控制继电器的闭合和断开来实现所述各开关的功能。

优选的，低位双刀开关集合D_A包括的低位双刀开关D的数量与低位双刀开关集合D_B包括的低位双刀开关D的数量相等。

具体的，本实施例提供的数据采集卡中，低位双刀开关集合D_A包括的低位双刀开关D的数量与低位双刀开关集合D_B包括的低位双刀开关D的数量可以相等，也可以不等；较佳的，将低位双刀开关集合D_A包括的低位双刀开关D的数量与低位双刀开关集合D_B包括的低位双刀开关D的数量设置为相等，其目的是为了能够将低位双刀开关集合D_A和低位双刀开关集合D_B中的低位双刀开关D配对组合，以方便当数据采集卡工作于4线模式时，只需在低位双刀开关集合D_A(或低位双刀开关集合D_B)中选择一个合适的低位双刀开关D闭合，则低位双刀开关集合D_B(或低位双刀开关集合D_A)中与该低位双刀开关D配对的低位双刀开关D也被控制闭合，对应的两个接线端子组M就能够配合起来实现4线采集功能，因此，通过将低位双刀开关集合D_A和低位双刀开关集合D_B中的低位双刀开关D配对组合，可简化数据采集卡工作于4线模式下的控制情况，提高数据采集速度。

优选的，如图4所示，低位双刀开关D的数量为32个；则

低位双刀开关集合D_A包括的低位双刀开关D的数量为16个；

低位双刀开关集合D_B包括的低位双刀开关D的数量为16个。

具体的，如图4所示，数据采集卡中包含的低位双刀开关D为D01，D02，D03，…D32(图4中只绘出D01，D02，D31，D32)，其中低位双刀开关D01～D16属于低位双刀开关集合D_A，低位双刀开关D17～D32属于低位双刀开关集合D_B；与各低位双刀开关D对应的接线端子组为M01，M02，M03，…M32(图4中只绘出M01，M02，M31，M32)，其中接线端子组M01包含第一接线端子H01和第二接线端子L01，接线端子组M02包含第一接线端子H02和第二接线端子L02，依此类推，接线端子组M32包含第一接线端子H32和第二接线端子L32；

当数据采集卡工作于1线模式时，若接线端子组Mn(n＝01,02,03,…32)的第一接线端子Hn连接外部待测端，则数据采集卡中低位双刀开关Dn闭合，并且数据采集卡中其他各开关的状态如表1中状态1所示；若接线端子组Mn(n＝01,02,03,…32)的第二接线端子Ln连接外部待测端，则数据采集卡中低位双刀开关Dn闭合，并且数据采集卡中其他各开关的状态如表1中状态2所示；

当数据采集卡工作于2线模式时，若接线端子组Mn(n＝01,02,03,…32)的第一接线端子Hn和第二接线端子Ln连接外部待测端，则数据采集卡中低位双刀开关Dn闭合，并且数据采集卡中其他各开关的状态如表2所示；

本实施例可将低位双刀开关集合D_A包含的低位双刀开关Dn(n＝01,02,03,…16)与低位双刀开关集合D_B包含的低位双刀开关Dn(n＝17,18,19,…32)配对组合；例如，将低位双刀开关集合D_A中的低位双刀开关Dm(m＝01,02,03,…16)与低位双刀开关集合D_B中的低位双刀开关D(m+16)配对组合，当数据采集卡工作于4线模式时，按照表3所示控制各开关的状态，并且只需确定低位双刀开关集合D_A中需闭合的低位双刀开关为Dm(m＝01,02,03,…16)，则低位双刀开关集合D_B中需闭合的低位双刀开关即可确定为D(m+16)，相应的，将接线端子组Mm中的第一接线端子Hm、第二接线端子Lm，以及接线端子组M(m+16)中的第一接线端子H(m+16)、第二接线端子L(m+16)连接外部待测端，配合实现4线采集功能。

优选的，数据采集卡还包括：存储器，用于存储控制程序；则控制器14电连接该存储器并根据该存储器存储的控制程序控制所述各开关闭合或断开。

具体的，本实施例通过在数据采集卡中设置用于存储控制程序的存储器，则控制器14可根据所述控制程序去控制各开关的状态，提高了数据采集卡的自动控制性能，有利于提高数据采集的速度和效率。

优选的，数据采集卡还包括：时钟，该时钟电连接控制器14并提供时钟信号。

具体的，控制器14根据时钟提供的时钟信号去控制各开关的状态，使得数据采集卡的工作状态具有按照严格的时间控制，提高了数据采集卡的采集精度和效率。

优选的，数据采集卡还包括：背板接口模块；

该背板接口模块具体包括：测量总线接口；测量总线接口分别连接第一主测量总线HBUS、第二主测量总线LBUS、第一副测量总线HBUS_S和第二副测量总线LBUS_S。

具体的，数据采集卡中设置背板接口模块作为与外部其他设备连接的端口，其中测量总线接口能够将第一主测量总线HBUS、第二主测量总线LBUS、第一副测量总线HBUS_S和第二副测量总线LBUS_S中的数据传输给外部其他设备，以实现将数据采集卡采集的数据传输给具有相应测量功能设备的目的。

优选的，背板接口模块还包括：控制接口；则控制器14电连接控制接口。

具体的，数据采集卡被安装于数据采集测量装置中执行数据采集功能时，需要与数据采集装置中其他各功能部件进行配合工作，为了较好得实现这种配合工作，本实施例在背板接口模块中设置控制接口，该控制接口一端与控制器14电连接，另一端可与数据采集装置中的其他各功能部件电连接，以实现该数据采集卡的控制器14与该数据采集卡之外各功能部件间的通信，达到良好配合工作的目的。

优选的，背板接口模块还包括：电源接口；则所述电源接口分别电连接控制器14、开关模块13、所述存储器和所述时钟。

具体的，本实施例再背板接口模块中设置电源接口，其目的是可由数据采集卡之外的电源为数据采集卡中各功能部件提供电能。

本实施例在一张数据采集卡上集成实现了1线模式、2线模式、4线模式，并实现了在不同接线模式间进行切换的功能；相比于现有技术，本发明实施例不仅提高了数据采集测量的灵活性，而且可以不必再通过配置单独实现1线模式、2线模式、4线模式的三种数据采集卡来实现相应的数据采集功能，简化了数据采集测量装置的配置，节约了成本。

实施例二

本实施例提供一具体的数据采集卡，如图5所示，该数据采集卡包括：接线端子模块51、线路模块52、开关模块53、背板接口模块54、控制器55、存储器56和时钟57，其中，各模块的具体功能及工作原理可参见实施例一，此处不再赘述。

实施例三

本实施例提供一种数据采集装置，该数据采集装置包括：数据测量单元和实施例一提供的数据采集卡；

所述数据测量单元与所述背板接口模块中的测量总线接口电连接；

所述数据测量单元接收所述测量总线接口传输的数据并对其进行测量和处理。

优选的，所述数据采集测量装置还包括：主控制器；所述背板接口模块还包括：控制接口；则

所述主控制器分别与所述控制接口和所述数据测量单元电连接；

所述主控制器通过所述控制接口与所述控制器进行通信，与所述数据测量单元进行通信，控制所述数据采集卡和所述数据测量单元协调工作。

具体的，主控制器通过分别与数据采集卡和数据测量单元进行通信，可根据数据测量单元的测量需要，通过控制接口向数据采集卡的控制器发送指令，以指示数据采集卡按照特定接线模式采集数据并发送给数据测量单元进行测量，达到数据采集卡和数据测量单元协调工作的目的。

优选的，所述数据采集测量装置还包括：电源；所述数据采集卡还包括：存储器、时钟；所述背板接口模块还包括：电源接口；则

所述电源与所述电源接口电连接；

所述电源通过所述电源接口为所述控制器、所述开关模块、所述存储器和所述时钟提供电能。

本实施例提供的数据采集测量装置中各功能部件的工作原理可参见实施例一，此处不再赘述。

实施例四

本实施例提供一具体的数据采集测量装置，如图6所示，该数据采集测量装置包括：数据采集卡61、数据测量单元62、主控制器63和电源64；

数据采集卡61包括：接线端子模块611、线路模块612、开关模块613、背板接口模块614、控制器615、存储器616和时钟617；

背板接口模块614具体包括：测量总线接口6141、控制接口6142和电源接口6143；

其中，数据测量单元62电连接测量总线接口6141；主控制器63电连接控制接口6142；电源64电连接电源接口6143。

本实施例中各功能部件的具体工作原理可参见实施例三，此处不再赘述。

实施例五

本实施例提供一数据采集测量装置的具体工作流程，该数据采集测量装置为万用表，该万用表的数据采集卡电路结构如图7所示：

数据采集卡具有32个低位双刀开关，分别为D01～D32(图7中仅绘出D01，D02，D18，D32)，相应的，数据采集卡中具有32个接线端子组，分别为M01～M32(图7中仅绘出M01，M02，M18，M32)，接线端子组M01包含第一接线端子H01和第二接线端子L01，接线端子组M02包含第一接线端子H02和第二接线端子L02，依此类推，接线端子组M32包含第一接线端子H32和第二接线端子L32；第一端子总线BUS1由端子总线双刀开关G1两端的第一端子总线分段BUS1_A和第一端子总线分段BUS1_B构成，第二端子总线BUS2由端子总线双刀开关G1两端的第二端子总线分段BUS2_A和第二端子总线分段BUS2_B构成；

低位双刀开关D01～D16电连接第一端子总线分段BUS1_A和第二端子总线分段BUS2_A；低位双刀开关D17～D32电连接第一端子总线分段BUS1_B和第二端子总线分段BUS2_B；

第一高位单刀开关K1两端分别电连接第一端子总线分段BUS1_A和主测量总线双刀开关G3一端的HI触点；第二高位单刀开关K2两端分别电连接第二端子总线分段BUS2_A和主测量总线双刀开关G3一端的HI触点；第三高位单刀开关K3两端分别电连接第二端子总线分段BUS2_A和主测量总线双刀开关G3一端的LO触点；第四高位单刀开关K4两端分别电连接公共端子COM和主测量总线双刀开关G3一端的LO触点；

主测量总线双刀开关G3另一端的HI触点电连接第一主测量总线HBUS，LO触点电连接第二主测量总线LBUS；

副测量总线双刀开关G2一端的HI_S触点电连接第一端子总线分段BUS1_B，LO_S触点电连接第二端子总线分段BUS2_B；另一端的HI_S触点电连接第一副测量总线HBUS_S，LO_S触点电连接第二副测量总线LBUS_S。

本实施例要使用该万用表按照4线模式测量电阻R1的阻值，按照2线模式测量电阻R3两端的电压，按照1线模式测量A点对地的电压和+V点对地的电压；

其中，电阻R1的一端分别电连接第一接线端子H18和H02，另一端分别电连接第二接线端子L18和L02；电阻R2、R3、R4串联于+V点和接地端之间；+V点电连接第一接线端子H32；电阻R3的两端分别为A点和B点，A点分别电连接第二接线端子L32和第一接线端子H01，B点电连接第二接线端子L01；公共端子COM接地；

本实施例顺序执行4线模式测量电阻R1的阻值，2线模式测量电阻R3两端的电压，1线模式测量A点对地的电压和+V点对地的电压，测量过程如下：

步骤S1，所有开关复位；

步骤S2，万用表置为4线测电阻模式，低位双刀开关K18和K02闭合，第一高位双刀开关K1闭合，第二高位双刀开关K2断开，第三高位双刀开关K3闭合，第四高位双刀开关K4断开，副测量总线双刀开关G2闭合，端子总线双刀开关G1断开，主测量总线双刀开关G3闭合；

步骤S3，万用表按照4线模式测量电阻R1的阻值；

步骤S4，所有开关复位；

步骤S5，万用表置为2线测电压模式，低位双刀开关K01闭合，第一高位双刀开关K1闭合，第二高位双刀开关K2断开，第三高位双刀开关K3闭合，第四高位双刀开关K4断开，副测量总线双刀开关G2断开，端子总线双刀开关G1闭合，主测量总线双刀开关G3闭合；

步骤S6，万用表按照2线模式测量电阻R3两端的电压；

步骤S7，所有开关复位；

步骤S8，万用表置为1线测电压模式，低位双刀开关K32闭合，第一高位双刀开关K1断开，第二高位双刀开关K2闭合，第三高位双刀开关K3断开，第四高位双刀开关K4闭合，副测量总线双刀开关G2断开，端子总线双刀开关G1闭合，主测量总线双刀开关G3闭合；

步骤S9，万用表按照1线模式测量A点对地的电压；

步骤S10，万用表依旧置为1线测电压模式，低位双刀开关K32闭合，但是，第一高位双刀开关K1闭合，第二高位双刀开关K2断开，第三高位双刀开关K3断开，第四高位双刀开关K4闭合，副测量总线双刀开关G2断开，端子总线双刀开关G1闭合，主测量总线双刀开关G3闭合；

步骤S11，万用表按照1线模式测量+V点对地的电压；

步骤S12，所有开关复位。

综上所述，本发明实施例提供的数据采集卡及数据采集测量装置具有以下有益效果：

(1)在一张数据采集卡上集成实现了1线模式、2线模式、4线模式；

(2)实现了在不同接线模式间进行切换的功能；

(3)可通过自动控制程序控制数据采集卡的接线模式，自动化性能好；

(4)不必再通过配置单独实现1线模式、2线模式、4线模式的三种数据采集卡来实现相应的数据采集功能，简化了数据采集测量装置的配置，节约了成本；

(5)数据采集的灵活性好，采集速度快。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种数据采集卡，其特征在于，所述数据采集卡包括：接线端子模块、线路模块、开关模块和控制器；

所述接线端子模块包括：公共端子和多个接线端子组，每一接线端子组包括第一接线端子和第二接线端子；

所述线路模块包括：第一端子总线、第二端子总线、第一主测量总线、第二主测量总线、第一副测量总线、第二副测量总线；

所述开关模块包括：端子总线双刀开关、副测量总线双刀开关、第一高位单刀开关、第二高位单刀开关、第三高位单刀开关、第四高位单刀开关和多个低位双刀开关；所述多个低位双刀开关与所述多个接线端子组一一对应；

其中，所述每一接线端子组中，第一接线端子通过对应的低位双刀开关与第一端子总线电连接，第二接线端子通过对应的低位双刀开关与第二端子总线电连接；

所述第一端子总线由所述端子总线双刀开关电连接的两个第一端子总线分段构成；

所述第二端子总线由所述端子总线双刀开关电连接的两个第二端子总线分段构成；

至少一个所述低位双刀开关与所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接；其余所述低位双刀开关与所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接；

所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段通过第一高位单刀开关与第一主测量总线电连接；所述端子总线双刀开关一端的第二端子总线分段通过第二高位单刀开关与第一主测量总线电连接，通过第三高位单刀开关与第二主测量总线电连接；

所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段通过副测量总线双刀开关与第一副测量总线电连接；所述端子总线双刀开关另一端的第二端子总线分段通过副测量总线双刀开关与第二副测量总线电连接；

所述公共端子通过第四高位单刀开关与第二主测量总线电连接；

所述控制器分别连接所述端子总线双刀开关、副测量总线双刀开关、第一高位单刀开关、第二高位单刀开关、第三高位单刀开关、第四高位单刀开关和多个低位双刀开关，用于控制所述各开关闭合或断开。

2.根据权利要求1所述的数据采集卡，其特征在于，所述数据采集卡工作于1线模式；则

所述端子总线双刀开关闭合，所述副测量总线双刀开关断开，所述第一高位单刀开关闭合，所述第二高位单刀开关断开，所述第三高位单刀开关断开，所述第四高位单刀开关闭合，所述公共端子和任意一个所述接线端子组中的第一接线端子接收待测数据，该接线端子组对应的低位双刀开关闭合；或，

所述端子总线双刀开关闭合，所述副测量总线双刀开关断开，所述第一高位单刀开关断开，所述第二高位单刀开关闭合，所述第三高位单刀开关断开，所述第四高位单刀开关闭合，所述公共端子和任意一个所述接线端子组中的第二接线端子接收待测数据，该接线端子组对应的低位双刀开关闭合。

3.根据权利要求1所述的数据采集卡，其特征在于，所述数据采集卡工作于2线模式；则

所述端子总线双刀开关闭合，所述副测量总线双刀开关断开，所述第一高位单刀开关闭合，所述第二高位单刀开关断开，所述第三高位单刀开关闭合，所述第四高位单刀开关断开，任意一个所述接线端子组中的第一接线端子和第二接线端子接收待测数据，该接线端子组对应的低位双刀开关闭合。

4.根据权利要求1所述的数据采集卡，其特征在于，所述数据采集卡工作于4线模式；则

所述端子总线双刀开关断开，所述副测量总线双刀开关闭合，所述第一高位单刀开关闭合，所述第二高位单刀开关断开，所述第三高位单刀开关闭合，所述第四高位单刀开关断开；

与所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接的低位双刀开关中的任意一个闭合，与该低位双刀开关对应的接线端子组中的第一接线端子和第二接线端子接收待测数据；

与所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接的低位双刀开关中的任意一个闭合，与该低位双刀开关对应的接线端子组中的第一接线端子和第二接线端子接收待测数据。

5.根据权利要求1所述的数据采集卡，其特征在于，所述开关模块还包括：主测量总线双刀开关；则

所述第一高位单刀开关和第二高位单刀开关通过所述主测量总线双刀开关与第一主测量总线电连接；

所述第三高位单刀开关和第四高位单刀开关通过所述主测量总线双刀开关与第二主测量总线电连接。

6.根据权利要求5所述的数据采集卡，其特征在于，所述端子总线双刀开关、所述主测量总线双刀开关、所述副测量总线双刀开关、所述第一高位单刀开关、所述第二高位单刀开关、所述第三高位单刀开关、所述第四高位单刀开关和所述多个低位双刀开关为继电器。

7.根据权利要求1所述的数据采集卡，其特征在于，与所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接的低位双刀开关数量，和，与所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接的低位双刀开关数量相等。

8.根据权利要求7所述的数据采集卡，其特征在于，所述低位双刀开关的数量为32个；则

与所述端子总线双刀开关一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接的低位双刀开关数量为16个；

与所述端子总线双刀开关另一端的第一端子总线分段和第二端子总线分段电连接的低位双刀开关数量为16个。

9.根据权利要求1所述的数据采集卡，其特征在于，所述数据采集卡还包括：背板接口模块；

所述背板接口模块包括：测量总线接口；

所述测量总线接口分别连接所述第一主测量总线、第二主测量总线、第一副测量总线和第二副测量总线。

10.根据权利要求9所述的数据采集卡，其特征在于，所述背板接口模块还包括：控制接口；则所述控制器电连接所述控制接口。

11.根据权利要求9所述的数据采集卡，其特征在于，所述背板接口模块还包括：电源接口；

所述数据采集卡还包括：存储器，用于存储控制程序；则所述控制器电连接所述存储器并根据所述存储器存储的控制程序控制所述各开关闭合或断开；

所述数据采集卡还包括：时钟，所述时钟电连接所述控制器并提供时钟信号；

则所述电源接口分别电连接所述控制器、开关模块、存储器和时钟。

12.一种数据采集测量装置，其特征在于，所述数据采集测量装置包括：数据测量单元、如权利要求1所述的数据采集卡；

所述数据测量单元与所述数据采集卡电连接；

所述数据测量单元接收所述数据采集卡传输的数据并对其进行测量和处理。

13.根据权利要求12所述的数据采集测量装置，其特征在于，所述数据采集卡还包括：背板接口模块；

所述背板接口模块包括：测量总线接口；所述测量总线接口分别与所述第一主测量总线、第二主测量总线、第一副测量总线和第二副测量总线电连接；

所述数据测量单元与所述测量总线接口电连接。

14.根据权利要求13所述的数据采集测量装置，其特征在于，所述数据采集测量装置还包括：主控制器；所述背板接口模块还包括：控制接口；则

所述控制接口与所述控制器电连接；

所述主控制器分别与所述控制接口和所述数据测量单元电连接；

所述主控制器通过所述控制接口与所述控制器进行通信，与所述数据测量单元进行通信，控制所述数据采集卡和所述数据测量单元协调工作。

15.根据权利要求13所述的数据采集测量装置，其特征在于，所述数据采集测量装置还包括：电源；所述数据采集卡还包括：存储器、时钟；所述背板接口模块还包括：电源接口；则

所述电源接口分别电连接所述控制器、开关模块、存储器和时钟；

所述电源与所述电源接口电连接；

所述电源通过所述电源接口为所述控制器、开关模块、存储器和时钟提供电能。