CN108802543B - 一种电桥信号转换模块的标准化标定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电桥信号转换模块的标准化系统及方法，它包括安装在智能终端发送控制指令的标定软件、与标定软件进行通信连接收标定软件发送的通道切换控制指令，并根据控制指令控制继电器构成回路模拟电桥的电压输出的标准电桥标定卡、与标定软件进行通信连接并与标准电桥标定卡连接，用于存储标定数据的电桥信号转换模块。能够在同型号的电桥信号转换模块故障后免除对毫伏电压信号的标定，可以直接进行同型号的电桥信号转换模块的替换，进而提高了设备损坏后维护的效率以及降低了设备的维护成本。

Description

一种电桥信号转换模块的标准化标定系统及方法

技术领域

本发明涉及一种标准化标定系统及方法，尤其涉及一种电桥信号转换模块的标准化标定系统及方法。

背景技术

电桥信号转换模块主要是将电桥式传感器的毫伏信号通过放大和模数转换变成计算机能够处理的数字信号，而市面上同类型产品中就算两个同型号同批次的电桥信号转换模块接入同一个电桥式传感器，由于仪表放大器、模数转换芯片、取样电阻以及电源电压的差异导致最后得到的数字信号也相差较大；如果在使用中电桥信号转换模块损坏，更换同型号电桥信号转换模块后用户还需要进行毫伏电压信号的标定，而现场因为使用环境的复杂性使得毫伏电压信号标定的难度大大增加，进而增加了设备的维护成本。因此，采用一种怎样的方法来实现同型号的电桥信号转换模块故障后免除现场标定的复杂性，以消除在接入同一个电桥式传感器后所产生的信号差异，是现阶段需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种电桥信号转换模块的标准化标定系统及方法，解决了不同电桥信号转换模块连接相同电桥式传感器时输出的数字信号不一致的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种电桥信号转换模块的标准化标定系统，它包括安装在智能终端发送控制指令的标定软件、与标定软件进行通信连接收标定软件发送的通道切换控制指令，并根据控制指令控制继电器构成回路模拟电桥的电压输出的标准电桥标定卡、与标定软件进行通信连接并与标准电桥标定卡连接，用于存储标定数据的电桥信号转换模块。

标准电桥标定卡包括通信接口、控制器、继电器、限流电阻和分压电阻；控制器通过通信接口输入端与安装在智能终端的标定软件通信连接，控制器的输出端与继电器连接，继电器与分压电阻连接，控制器解析标定软件发送的通道切换控制指令根据不同的通道切换控制指令选择不同的分压电阻，得到不同的毫伏电压。

标准电桥标定卡还包括电桥电源正极、电桥信号正极、电桥信号负极和电桥电源负极；电桥电源正极和电桥信号正极分别连接在一个限流电阻的两端；电桥信号负极和电桥电源负极分别连接在另一个限流电阻的两端。

一种用于电桥信号转换模块的标准化标定系统的标定方法，包括以下步骤：

S1、标定软件启动并检测标准电桥标定卡和电桥信号转换模块是否在线以及是否正常工作；

S2、标定软件向所述标准电桥标定卡发送第一通道切换指令的控制信号，并将标定数据存储到电桥信号转换模块中；

S3、电桥信号转换模块根据所述标定软件发送的复位指令实现复位，并采用标定后的数据输出；

S4、标定软件向标准电桥标定卡发送第二通道切换指令的控制信号，并判断电桥信号转换模块是否标定成功；

S5、电桥信号转换模块标定成功。

第一通道切换指令依次包括将控制通道切换到继电器一使继电器一吸合导通以及将控制通道切换到继电器四使继电器四吸合导通。

S2的具体步骤如下：

S21、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器一的通道切换指令，使继电器一吸合导通并等待数据稳定；

S22、向电桥信号转换模块输出标准的标定毫伏电压信号；

S23、读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，并与继电器一对应通道的标准模数转换值进行比较；

S24、标定软件发送数据存储指令把实际模数转换值和标准模数转换值存储到电桥信号转换模块中；

S25、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器四的通道切换指令，使继电器四吸合导通并等待数据稳定；

S26、重复步骤S22，读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，并与继电器四对应通道的标准模数转换值进行比较，最后重复步骤S24。

第二通道切换指令依次包括将控制通道切换到继电器二使继电器二吸合导通以及将控制通道切换到继电器三使继电器三吸合导通。

S4的具体步骤如下：

S41、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器二的通道切换指令，使继电器二吸合导通并等待数据稳定；

S42、向电桥信号转换模块输出标准的标定毫伏电压信号；

S43、读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，然后与继电器二对应通道的标准模数转换值进行比较，并判断实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内；

S44、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器三的通道切换指令，使继电器三吸合导通并等待数据稳定；

S45、重复步骤S42、读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，然后与继电器三对应通道的标准模数转换值进行比较，并判断实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：一种电桥信号转换模块的标准化方法及系统，能够在同型号的电桥信号转换模块故障后免除了对毫伏电压信号的现场标定的复杂性，可以直接进行同型号的电桥信号转换模块的替换，进而提高了设备损坏后维护的效率以及降低了设备的维护成本。

附图说明

图1为系统的结构图；

图2为标准电桥标定卡的内部结构图；

图3为方法的流程图；

图中，1-通信接口，2-控制器，3-继电器，4-限流电阻，5-分压电阻，6-电桥电源正极，7-电桥信号正极，8-电桥信号负极，9-电桥电源负极。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的一种电桥信号转换模块的标准化标定系统，它包括安装在智能终端发送控制指令的标定软件、与标定软件进行通信连接收标定软件发送的通道切换控制指令，并根据控制指令控制继电器构成回路模拟电桥的电压输出的标准电桥标定卡、与标定软件进行通信连接并与标准电桥标定卡连接，用于存储标定数据的电桥信号转换模块。

如图2所示，标准电桥标定卡包括通信接口1、控制器2、继电器3、限流电阻4和分压电阻5；控制器通过通信接口1输入端与安装在智能终端的标定软件通信连接，控制器2的输出端与继电器3连接，继电器3与分压电阻5连接，控制器2解析标定软件发送的通道切换控制指令根据不同的通道切换控制指令选择不同的分压电阻5，得到不同的毫伏电压。

标准电桥标定卡还包括电桥电源正极6、电桥信号正极7、电桥信号负极8和电桥电源负极9；电桥电源正极6和电桥信号正极7分别连接在一个限流电阻4的两端；电桥信号负极8和电桥电源负极9分别连接在另一个限流电阻4的两端。

优选地，继电器3包括两个继电器一、两个继电器二、两个继电器三和两个继电器四；分压电阻5包括四个电压分别为0欧姆、2.7欧姆、3.9欧姆和4.7欧姆的电阻；限流电阻4包括两个电阻为390欧姆的电阻；两个继电器一之间串联0欧姆的电压电阻5，两个继电器二之间串联2.7欧姆的分压电阻5，两个继电器三之间串联3.9欧姆的分压电阻5，两个继电器四之间串联4.7欧姆的分压电阻5；两个限流电阻4分别连接在两个继电器的两端，电桥信号正极7和电桥信号负极8分别连接在两个限流电阻4与继电器3之间的连接处，电桥电源正极6和电桥电源负极9连接在两个限流电阻的另一端；控制器2根据标定软件发送的继电器控制信号选择不同的继电器3(继电器一、继电器二、继电器三和继电器四)与不同的分压电阻5形成的回路；电桥电源正极6、限流电阻4和电桥电源负极9之间构成不同的电流回路，因为选择不同的继电器3与其串联的分压电阻5的阻值就会不同，则电桥信号正极7与电桥信号负极8之间就会输出不同的毫伏电压；将电桥信号正极7和电桥信号负极8通过正负极端子与电桥信号转换模块连接，实现把控制器连接不同继电器3时得到不同分压电阻5下输出标准的标定毫伏电压信号传输到电桥信号转换模块中。

通信接口1包括USB通信接口、RS232通信接口、RS485通信接口、CAN总线通信接口和光纤通信接口等等，优选地，本申请采用RS485通信接口。

智能终端包括智能移动手机、笔记本电脑、IPAD等一切具有一般计算机PC功能的设备。

如图3所示，本发明还涉及一种用于电桥信号转换模块的标准化标定系统的标定方法，包括以下步骤：

S1、标定软件启动并检测标准电桥标定卡和电桥信号转换模块是否在线以及是否正常工作；

S2、标定软件向所述标准电桥标定卡发送第一通道切换指令的控制信号，并将标定数据存储到电桥信号转换模块中；

S3、电桥信号转换模块根据所述标定软件发送的复位指令实现复位，并采用标定后的数据输出；

S4、标定软件向标准电桥标定卡发送第二通道切换指令的控制信号，并判断电桥信号转换模块是否标定成功；

S5、电桥信号转换模块标定成功。

S1包括如下步骤：

S11、安装在智能终端的标定软件、标准电桥标定卡和电桥信号转换模块三者建立通信连接；

S12、标定软件启动，通过通信接口1检测标准电桥标定卡是否在线以及是否正常工作，如果不在线或者没有正常工作则提示通信错误；

S13、通过通信接口1检测电桥信号转换模块是否在线以及是否正常工作，如果不在线或者没有正常工作则提示通信错误。

第一通道切换指令依次包括将控制通道切换到继电器一让控制器1连接两个继电器一的两端接入的0欧姆的分压电阻5形成回路使继电器一吸合导通，以及将控制通道切换到继电器四让控制器1连接两个继电器四的两端接入4.7欧姆的分压电阻5形成回路使继电器四吸合导通。

S2的具体步骤如下：

S21、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器一的通道切换指令，控制器1连接两个继电器一的两端接入的0欧姆的分压电阻5形成回路，使继电器一吸合导通并等待1秒钟数据稳定；

S22、通过电桥信号正极7和电桥信号负极8向电桥信号转换模块输出接入0欧姆的分压电阻5时标准的标定毫伏电压信号；

S23、读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，并与继电器一对应通道的标准模数转换值进行比较；

S24、标定软件发送数据存储指令把实际模数转换值和标准模数转换值存储到电桥信号转换模块中；

S25、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器四的通道切换指令，控制器1连接两个继电器四的两端接入4.7欧姆的分压电阻5形成回路，使继电器四吸合导通并等待1秒钟数据稳定；

S26、通过电桥信号正极7和电桥信号负极8向电桥信号转换模块输出接入4.7欧姆的分压电阻5使标准的标定毫伏电压信号；读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，并与继电器四对应通道的标准模数转换值进行比较，最后重复步骤S24。

第二通道切换指令依次包括将控制通道切换到继电器二让控制器1连接两个继电器二的两端接入2.7欧姆的分压电阻5形成回路使继电器二吸合导通，以及将控制通道切换到继电器三让控制器1连接两个继电器三的两端接入3.9欧姆的分压电阻5形成回路使继电器三吸合导通。

S4的具体步骤如下：

S41、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器二的通道切换指令，控制器1连接两个继电器二的两端接入2.7欧姆的分压电阻5形成回路，使继电器二吸合导通并等待1秒钟数据稳定；

S42、通过电桥信号正极7和电桥信号负极8向电桥信号转换模块输出接入2.7欧姆分压电阻5时标准的标定毫伏电压信号；

S43、读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，然后与继电器二对应通道的标准模数转换值进行比较，并判断实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内；

S44、标定软件向标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器三的通道切换指令，控制器1连接两个继电器三的两端接入3.9欧姆的分压电阻5形成回路，使继电器三吸合导通并等待1秒钟数据稳定；

S45、通过电桥信号正极7和电桥信号负极8向电桥信号转换模块输出接入3.9欧姆分压电阻5时标准的标定毫伏电压信号；读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，然后与继电器三对应通道的标准模数转换值进行比较，并判断实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内。

步骤S43中判断实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内的步骤为：

A1、如果实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差在0.1％内，则进行步骤S44；

A2、如果实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差不在0.1％内，则标定软件保持，提示不线性。

步骤S45中判断实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内的步骤为：

B1、如果实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差在0.1％内，则进行步骤S5，提示电桥信号转换模块标定成功；

B2、如果实际模数转换值与标准模数转换值之间的误差不在0.1％内，则标定软件保持，提示不线性。。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种用于电桥信号转换模块的标准化标定系统的标定方法，其特征在于：所述方法应用于电桥信号 转换模块的标准化标定系统，所述系统包括安装在智能终端发送控制指令的标定软件、与所述标定软件进行通信连接并接 收所述标定软件发送的通道切换控制指令，并根据所述控制指令控制继电器构成回路模拟电桥的电压输出的标准电桥标定卡、与所述标定软件进行通信连接并与所述标准电桥标定卡连接，用于存储标定数据的电桥信号转换模块；标准电桥标定卡包括通信接口、控制器、继电器；控制器通过通信接口输入端与安装在智能终端的标定软件通信连接，控制器的输出端与继电器连接；所述继电器包括继电器一、继电器二、继电器三、继电器四，所述继电器一、继电器二、继电器三、继电器四对应通道输出的标定毫伏电压信号依次递增；所述的标准电桥标定卡还包括电桥电源正极、电桥信号正极、电桥信号负极和电桥电源负极；所述的电桥电源正极和所述电桥信号正极分别连接在一个限流电阻的两端；所述的电桥信号负极和所述电桥电源负极分别连接在另一个限流电阻的两端；包括以下步骤：

S1、标定软件启动并检测标准电桥标定卡和电桥信号转换模块是否在线以及是否正常工作；

S21、所述标定软件向所述标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器一的通道切换指令，使继电器一 吸合导通并等待数据稳定；

S22、向所述电桥信号转换模块输出标准的标定毫伏电压信号；

S23、读取所述电桥信号转换模块中的实际模数转换值，并与继电器一对应通道的标准模数转换值进行比较；

S24、所述标定软件发送数据存储指令把实际模数转换值和标准模数转换值存储到所述电桥信号转换模块中；

S25、所述标定软件向所述标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器四的通道切换指令，使继电器四吸合导通并等待数据稳定；

S26、重复步骤S22，读取所述电桥信号转换模块中的实际模数转换值，并与继电器四对应通道的标准模数转换值进行比较，最后重复步骤S24；

S3、所述的电桥信号转换模块根据所述标定软件发送的复位指令实现复位，并采用标定后的数据输出；

S41、所述标定软件向所述标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器二的通道切换指令，使继电器二吸合导通并等待数据稳定；

S42、向所述电桥信号转换模块输出标准的标定毫伏电压信号；

S43、读取所述电桥信号转换模块中的实际模数转换值，然后与继电器二对应通道的标准模数转换值进行比较，并判断所述实际模数转换值与所述标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内；若在规定范围内，则执行步骤S44；若不在规定范围内则提示不线性；

S44、所述标定软件向所述标准电桥标定卡发送将控制通道切换到继电器三的通道切换指令，使继电器三吸合导通并等待数据稳定；

S45、重复步骤S42、读取电桥信号转换模块中的实际模数转换值，然后与继电器三对应通道的标准模数转换值进行比较，并判断所述实际模数转换值与所述标准模数转换值之间的误差是否在规定范围内；若在规定范围内，则执行步骤S5；若不在规定范围内则提示不线性；

S5、提示所述的电桥信号转换模块标定成功。

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