CN112082694A - 一种压力传感器供电及信号采集装置 - Google Patents

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张琦
胡湘宁
苏一鸣
杨水旺
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Abstract

本发明提供了一种压力传感器供电及信号采集装置，该装置包括：直流供电模块、直流电压采集模块和多通道信号切换模块，直流供电模块用于产生稳定直流电源，提供给压力传感器，直流电压采集模块用于采集传感器输出信号，所述的多通道信号切换模块用于连接不同传感器端子与直流供电模块和直流电压采集模块，通过判断不同类型传感器产生的电压和电流信号，根据相应的信号采集方法，来采集传感器的信号。本发明能够解决现有技术中需要根据传感器的输出信号类型更换信号采集装置的技术问题。

Description

一种压力传感器供电及信号采集装置
技术领域
本发明涉及压力计量技术领域，尤其涉及一种供电及信号采集装置。
背景技术
工业生产和试验现场使用到大量的压力传感器，对这些压力传感器需要定期计量以确定其测量准确可靠。在进行压力传感器校准工作时，需要对其供电并采集其输出信号，压力传感器主要有直流电压输出和直流电流输出两种不同的方式，这两种输出方式在进行计量校准工作时采用的接线方法差别较大。目前通过人工方式判断压力传感器输出方式，再根据其输出方式选择相应的接线方法，使用相应的采集装置，使用电流采集装置采集电流，使用电压采集装置采集电压，此种方法在大批量传感器计量校准工作时效率较低，且人工方式存在误判和误操作的风险。
发明内容
本发明提供了一种压力传感器供电及信号采集装置，能够解决现有技术中需要根据传感器的输出信号类型更换信号采集装置的技术问题。
本发明提供了一种压力传感器供电及信号采集装置，该装置包括：直流供电模块、直流电压采集模块和多通道信号切换模块，所述的直流供电模块用于产生稳定直流电源，提供给压力传感器，所述的直流电压采集模块用于采集传感器输出信号，所述的多通道信号切换模块用于连接不同传感器端子与直流供电模块和直流电压采集模块，通过判断不同类型传感器产生的电压和电流信号，根据相应的信号采集方法，来采集传感器的信号。
进一步的，所述的多通道信号切换模块包括n组与每个传感器端子连接的电路，电路的另一端与直流供电模块、直流电压采集模块两个装置相连，其中n与传感器的数目相同，每组电路中包含线路控制装置和标准电阻，所述的线路控制装置控制传感器与直流供电模块、直流电压采集模块两个装置之间电路的连接状态。
进一步的，所述的信号采集方法包括直流电压采集方法和直流电流采集方法。
进一步的，所述的标准电阻的阻值根据需要采集的电流信号和直流电压采集模块的量程进行选择，应使采集的电流信号除以标准电阻的阻值后得到的电压值处于直流电压采集模块的量程范围内。
进一步的，所述的直流电压采集方法为：通过调整线路控制装置，将压力传感器供电正极与直流供电模块输出正极连接，压力传感器供电负极与直流供电模块输出负极连接，压力传感器信号输出正极与直流电压采集模块采集正极连接，压力传感器信号输出负极与直流电压采集模块负极连接，通过直流电压采集模块采集传感器输出信号即为需要采集的直流电压的信号。
进一步的，所述的直流电流信号采集方法为：通过调整线路控制装置，将压力传感器供电正极与直流供电模块输出正极连接，压力传感器信号输出正极与直流电压采集模块采集正极连接，直流供电模块输出负极与直流电压采集模块采集负极连接后串联标准电阻再与直流电压采集模块采集正极连接，通过直流电压采集模块采集传感器输出信号除以标准电阻的阻值，即为需要采集的直流电流信号。
进一步的，所述的压力传感器供电及采集装置还包括摄像头，所述的摄像头用于拍摄压力传感器标签，并通过模式匹配的方式自动判断压力传感器输出方式是直流电压还是直流电流，将结果传递给多通道信号切换模块。
应用本发明的技术方案，取得的有益效果：
(1)本发明通过多通道信号切换模块的使用，采集的信号类型的不同，通过调整线路控制装置使多通道信号切换模块的线路改变，完成不更换信号测量装置即能采集不同类型的信号，简化了工作过程，提高了工作效率。
(2)本发明通过摄像头的使用，将传感器的类型自动鉴别后，传送给多通道信号切换模块，多通道信号切换模块通过控制线路控制装置自动选择相应的信号采集方法，实现自动选择，减少人工进行选择会出现的误差，提高测量的效率。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了实施例中压力传感器供电及采集装置；
图2示出了实施例中多通道信号切换模块示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明提供了一种压力传感器供电及信号采集装置，该装置包括：直流供电模块、直流电压采集模块和多通道信号切换模块，直流供电模块用于产生稳定直流电源，提供给压力传感器，直流电压采集模块用于采集传感器输出信号，多通道信号切换模块用于连接不同传感器端子与直流供电模块和直流电压采集模块，通过判断不同类型传感器产生的电压和电流信号，根据相应的信号采集方法，来采集传感器的信号。
在一个实施例中，多通道信号切换模块包括n组与每个传感器端子连接的电路，电路的另一端与直流供电模块、直流电压采集模块两个装置相连，其中n与传感器的数目相同，每组电路中包含线路控制装置和标准电阻，所述的线路控制装置控制传感器与直流供电模块、直流电压采集模块两个装置之间电路的连接状态。
在一个实施例中，标准电阻的阻值根据需要采集的电流信号和直流电压采集模块的量程进行选择，应使采集的电流信号除以标准电阻的阻值后得到的电压值处于直流电压采集模块的量程范围内。
在一个实施例中，信号采集方法包括直流电压采集方法和直流电流采集方法，直流电压采集方法为：通过调整线路控制装置，将压力传感器供电正极与直流供电模块输出正极连接，压力传感器供电负极与直流供电模块输出负极连接，压力传感器信号输出正极与直流电压采集模块采集正极连接，压力传感器信号输出负极与直流电压采集模块负极连接，通过直流电压采集模块采集传感器输出信号即为需要采集的直流电压的信号；直流电流信号采集方法为：通过调整线路控制装置，将压力传感器供电正极与直流供电模块输出正极连接，压力传感器信号输出正极与直流电压采集模块采集正极连接，直流供电模块输出负极与直流电压采集模块采集负极连接后串联标准电阻再与直流电压采集模块采集正极连接，通过直流电压采集模块采集传感器输出信号除以标准电阻的阻值，即为需要采集的直流电流信号。
在一个实施例中，压力传感器供电及采集装置还包括摄像头，所述的摄像头用于拍摄压力传感器标签，并通过模式匹配的方式自动判断压力传感器输出方式是直流电压还是直流电流，将结果传递给多通道信号切换模块。
如图1所示，在一个具体的实施例中，提供了一种压力传感器供电及信号采集装置，该装置包括：直流供电模块、直流电压采集模块、摄像头和多通道信号切换模块，多通道信号切换模块包括n组与每个传感器端子连接的电路，每组包括5个开关和1个标准电阻，本实施例中采集的电流信号最大为20mA，采用的直流电压采集模块的量程为10V，故选用阻值为250Ω的标准电阻，保证在电压的值在量程内。
如图2所示，初始状态的多通道信号切换模块中，所有开关处于断开状态，其端子i1连接压力传感器供电正极，端子i2连接压力传感器供电负极，端子i3连接压力传感器信号输出正极，端子i4连接压力传感器信号输出负极，输出+连接直流供电模块正极，输出-连接直流供电模块负极，采集+连接直流电压采集模块的正极，采集-连接直流电压采集模块的负极。
当采集直流电压信号时，首先闭合Ki1(i＝1，2，…n),然后，当需要采集第i路传感器电压信号时，闭合Ki3和Ki5，使用直流电压采集模块采集信号，采集完成后断开Ki3和Ki5；当采集直流电流信号时，采集第i路传感器电流信号，闭合Ki2、Ki4、Ki5，直流电压采集模块采集数值除以250Ω即为该路传感器输出电流值。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种压力传感器供电及信号采集装置，该装置包括：直流供电模块、直流电压采集模块，所述的直流供电模块用于产生稳定直流电源，提供给压力传感器，所述的直流电压采集模块用于采集传感器输出信号，其特征在于：还包括多通道信号切换模块，所述的多通道信号切换模块用于连接不同传感器端子与直流供电模块和直流电压采集模块，通过判断不同类型传感器产生的电压和电流信号，根据相应的信号采集方法，来采集传感器的信号。
2.根据权利要求1所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的多通道信号切换模块包括n组电路，电路的一端与每个传感器端子相连，电路的另一端与直流供电模块、直流电压采集模块两个装置相连，其中n与传感器的数目相同，每组电路中包含线路控制装置和标准电阻，所述的线路控制装置控制传感器与直流供电模块、直流电压采集模块两个装置之间电路的连接状态。
3.根据权利要求2所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的标准电阻的阻值根据需要采集的电流信号和直流电压采集模块的量程进行选择，应使采集的电流信号除以标准电阻的阻值后得到的电压值处于直流电压采集模块的量程范围内。
4.根据权利要求1所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的信号采集方法包括直流电压采集方法和直流电流采集方法。
5.根据权利要求2所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的标准电阻的阻值根据需要采集的电流信号和直流电压采集模块的量程进行选择，应使采集的电流信号除以标准电阻的阻值后得到的电压值处于直流电压采集模块的量程范围内。
6.根据权利要求4所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的直流电压采集方法为：通过调整线路控制装置，将压力传感器供电正极与直流供电模块输出正极连接，压力传感器供电负极与直流供电模块输出负极连接，压力传感器信号输出正极与直流电压采集模块采集正极连接，压力传感器信号输出负极与直流电压采集模块负极连接，通过直流电压采集模块采集传感器输出信号即为需要采集的直流电压的信号。
7.根据权利要求4所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的直流电流信号采集方法为：通过调整线路控制装置，将压力传感器供电正极与直流供电模块输出正极连接，压力传感器信号输出正极与直流电压采集模块采集正极连接，直流供电模块输出负极与直流电压采集模块采集负极连接后串联标准电阻再与直流电压采集模块采集正极连接，通过直流电压采集模块采集传感器输出信号除以标准电阻的阻值，即为需要采集的直流电流信号。
8.根据权利要求5所述的压力传感器供电及信号采集装置，其特征在于：所述的压力传感器供电及采集装置还包括摄像头，所述的摄像头用于拍摄压力传感器标签，并通过模式匹配的方式自动判断压力传感器输出方式是直流电压还是直流电流，将结果传递给多通道信号切换模块。
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