CN113721486A - 一种多通道可变频率信号采集系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种多通道可变频率信号采集系统，包括：工控机，内嵌有多个高速信号采集卡、低速信号采集卡；工控机能够配置各个高速信号采集卡、低速信号采集卡的信号采集频率；信号断连模块，具有多个跨接信号输入口、高速信号输出口、低速信号输出口；其中，每个高速信号输出口接入高速信号采集卡的一个信号采集通道；每个低速信号输出口接入低速信号采集卡的一个信号采集通道；每个跨接信号输入口能够接入一个传感器的输出端，该传感器为电压输出传感器或电流输出传感器，以及，能够通过一条跨接线与一个高速信号输出口或低速信号输出口连接。此外，涉及一种基于上述多通道可变频率信号采集系统实施的信号采集方法。
Description
技术领域
本申请属于飞机液压系统地面试验信号采集设计技术领域，具体涉及一种多通道可变频率信号采集系统及其方法。
背景技术
飞机液压系统地面试验中，涉及到对飞机液压系统流量、温度、压力、转速、扭矩等方面信号的采集，随着技术的发展，飞机液压系统的复杂性极大提升，需要采集信号部位的数量也极大增加，以当前的技术方案对该部分信号进行采集存在以下缺陷：
1)信号采集通道有限，不能够满足大量信号采集的需求；
2)基于传感器进行信号的采集，涉及到输出信号为电压信号的电压输出传感器、输出信号为电流信号的电流输出传感器，在对电流输出传感器输出的电流信号进行采集时，需要外部搭建调理电路将电流信号调理为电压信号进行采集，且在更换配置不同类型的传感器时，需要频繁的对电路进行更改；
3)各处信号所需的采集频率不一，仅能够将采集通道配置为高速采集或低速采集，不能够同时进行高速采集、低速采集。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种多通道可变频率信号采集系统及其方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一方面提供一种多通道可变频率信号采集系统，包括：
工控机，内嵌有多个高速信号采集卡、低速信号采集卡；工控机能够配置各个高速信号采集卡、低速信号采集卡的信号采集频率；
信号断连模块，具有多个跨接信号输入口、高速信号输出口、低速信号输出口；其中，
每个高速信号输出口接入高速信号采集卡的一个信号采集通道；
每个低速信号输出口接入低速信号采集卡的一个信号采集通道；
每个跨接信号输入口能够接入一个传感器的输出端，该传感器为电压输出传感器或电流输出传感器，以及，能够通过一条跨接线与一个高速信号输出口或低速信号输出口连接。
根据本申请的至少一个实施例，上述的多通道可变频率信号采集系统中，工控机配置各个高速信号采集卡的信号采集频率50K以内；
工控机配置各个低速信号采集卡的信号采集频率不超过5K。
根据本申请的至少一个实施例，上述的多通道可变频率信号采集系统中，高速信号输出口的数量与跨接信号输入口数量相等；
低速信号输出口的数量与跨接信号输入口数量相等。
根据本申请的至少一个实施例，上述的多通道可变频率信号采集系统中，工控机采用研华工控机610L系列；
高速信号采集卡采用NI公司的PXIe-4303；
低速信号采集卡采用NI公司的PXIe-4302；
信号断连模块，采用MC公司的信号断连模块。
根据本申请的至少一个实施例，上述的多通道可变频率信号采集系统中，还包括：
信号采集及配电模块，具有多个信号采集接口、对应于各个信号采集口的信号输出接口、配电接口；每个信号采集接口能够介入一个传感器的输出端，对应的配电接口该传感器连接；每个信号输出接口对应与一个跨接信号输入口连接；
供电模块，与信号采集及配电模块连接，以能够为传感器供电。
根据本申请的至少一个实施例，上述的多通道可变频率信号采集系统中，信号采集及配电模块采用菲尼克斯压接端子；
供电模块采用爱德克斯公司的IT6502D可调电源。
另一方面提供一种信号采集方法，基于任一上述的多通道可变频率信号采集系统实施，包括：
将每个传感器的输出端接入一个信号采集接口；
如果一个传感器输出的信号需要高速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线与一个高速信号输出口连接，通过工控机配置相应高速信号采集卡的信号采集频率为需要高速采集的频率；
如果一个传感器输出的信号需要低速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线与一个低速信号输出口连接，通过工控机配置相应低速信号采集卡的信号采集频率为需要低速采集的频率。
根据本申请的至少一个实施例，上述的信号采集方法中，如果部分传感器输出信号需要以相同的高速进行采集，则设置与该部分传感器对应的高速信号输出口接入同一个高速信号采集卡的信号采集通道；
如果部分传感器输出信号需要以相同的低速进行采集，则设置与该部分传感器对应的低速信号输出口接入同一个低速信号采集卡的信号采集通道。
附图说明
图1是本申请实施例提供的多通道可变频率信号采集系统的示意图；
其中：
1-工控机；2-高速信号采集卡；3-低速信号采集卡；4-信号断连模块；5-跨接线；6-传感器；7-信号采集及配电模块；8-供电模块。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
一方面提供一种多通道可变频率信号采集系统，包括：
工控机1，内嵌有多个高速信号采集卡2、低速信号采集卡3；工控机1能够配置各个高速信号采集卡2、低速信号采集卡3的信号采集频率；
信号断连模块4，具有多个跨接信号输入口、高速信号输出口、低速信号输出口；其中，
每个高速信号输出口接入高速信号采集卡2的一个信号采集通道；
每个低速信号输出口接入低速信号采集卡3的一个信号采集通道；
每个跨接信号输入口能够接入一个传感器6的输出端，该传感器6为电压输出传感器或电流输出传感器，以及，能够通过一条跨接线5与一个高速信号输出口或低速信号输出口连接。
对于上述实施例公开的多通道可变频率信号采集系统，领域内技术人员可以理解的是，其可用于飞机液压系统地面试验中流量、温度、压力、转速、扭矩等方面信号的采集，其使用了参见以下操作：
将飞机液压系统地面试验中，用于流量、温度、压力、转速、扭矩等方面信号采集的各个传感器6的输出端接入一个跨接信号输入口；
如果一个传感器6输出的信号需要高速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线5与一个高速信号输出口连接，通过工控机1配置相应高速信号采集卡2的信号采集频率为需要高速采集的频率，以此，该传感器6输出的信号能够被工控机1高速采集；
如果一个传感器6输出的信号需要低速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线5与一个低速信号输出口连接，通过工控机1配置相应低速信号采集卡3的信号采集频率为需要低速采集的频率，以此，该传感器6输出的信号能够被工控机1低速采集。
对于上述实施例公开的多通道可变频率信号采集系统，领域内技术人员还可以理解的是，其可通过配置数量较大的跨接信号输入口、高速信号输出口、低速信号输出口、高速信号采集卡2、低速信号采集卡3，满足飞机液压系统地面试验中流量、温度、压力、转速、扭矩等方面大量信号的采集需求。
对于上述实施例公开的多通道可变频率信号采集系统，领域内技术人员还可以理解的是，其以工控机1内嵌高速信号采集卡2、低速信号采集卡3配合传感器6的形式，实现对飞机液压系统地面试验中流量、温度、压力、转速、扭矩等方面大量信号的采集，在对电流输出传感器输出的电流信号进行采集时，不需要再在外部搭建调理电路将电流信号调理为电压信号进行采集，且需要更换配置不同类型的传感器6时，仅需调整跨接信号输入口通过跨接线5连接相应的高速信号输出口、低速信号输出口即可，操作简便，不需要频繁的对电路进行大幅度更改。
对于上述实施例公开的多通道可变频率信号采集系统，领域内技术人员还可以理解的是，在飞机液压系统地面试验中，可将流量、温度、压力、转速、扭矩等方面需要采集的信号，按照采集频率的高低，以相应的高速信号采集卡2或低速信号采集卡3配置信号采集通道的频率进行采集，以此实现对各处信号以不同频率同时进行高速采集、低速采集，且设计有高速信号采集卡2、低速信号采集卡3，对于需要低速采集的信号可以低速信号采集卡3进行采集，以此可高效的使用计算资源。
在一些可选的实施例中，上述的多通道可变频率信号采集系统中，工控机1配置各个高速信号采集卡2的信号采集频率50K以内；
工控机1配置各个低速信号采集卡3的信号采集频率不超过5K。
在一些可选的实施例中，上述的多通道可变频率信号采集系统中，高速信号输出口的数量与跨接信号输入口数量相等；
低速信号输出口的数量与跨接信号输入口数量相等。
对于上述实施例公开的多通道可变频率信号采集系统，领域内技术人员可以理解的是，其设计高速信号输出口的数量、低速信号输出口的数量与跨接信号输入口数量相等，以避免在极端情形下，例如跨接信号输入口全部被接入传感器6输出端，且传感器6输出的信号全部需要被高速采集或低速采集时，出现高速信号输出口或低速信号输出口不够的情况。
在一些可选的实施例中，上述的多通道可变频率信号采集系统中，工控机1采用研华工控机610L系列；
高速信号采集卡2采用NI公司的PXIe-4303；
低速信号采集卡3采用NI公司的PXIe-4302；
信号断连模块4，采用MC公司的信号断连模块。
在一些可选的实施例中，上述的多通道可变频率信号采集系统中，还包括：
信号采集及配电模块7，具有多个信号采集接口、对应于各个信号采集口的信号输出接口、配电接口；每个信号采集接口能够介入一个传感器6的输出端，对应的配电接口该传感器6连接；每个信号输出接口对应与一个跨接信号输入口连接；
供电模块8，与信号采集及配电模块7连接，以能够为传感器6供电。
在一些可选的实施例中，上述的多通道可变频率信号采集系统中，信号采集及配电模块7采用菲尼克斯压接端子；
供电模块8采用爱德克斯公司的IT6502D可调电源。
另一方面提供一种信号采集方法，基于任一上述的多通道可变频率信号采集系统实施，包括：
将每个传感器6的输出端接入一个信号采集接口；
如果一个传感器6输出的信号需要高速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线5与一个高速信号输出口连接，通过工控机1配置相应高速信号采集卡2的信号采集频率为需要高速采集的频率；
如果一个传感器6输出的信号需要低速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线5与一个低速信号输出口连接，通过工控机1配置相应低速信号采集卡3的信号采集频率为需要低速采集的频率。
在一些可选的实施例中，上述的信号采集方法中，如果部分传感器6输出信号需要以相同的高速进行采集，则设置与该部分传感器6对应的高速信号输出口接入同一个高速信号采集卡2的信号采集通道；
如果部分传感器6输出信号需要以相同的低速进行采集，则设置与该部分传感器6对应的低速信号输出口接入同一个低速信号采集卡3的信号采集通道。
对于上述实施例公开的装置，由于其与上述实施例公开的多通道可变频率信号采集系统实施，具体相关之处可参见多通道可变频率信号采集系统相关部分的说明，其技术效果也可参考多通道可变频率信号采集系统相关部分的技术效果，在此不再赘述。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多通道可变频率信号采集系统，其特征在于，包括：
工控机(1)，内嵌有多个高速信号采集卡(2)、低速信号采集卡(3)；所述工控机(1)能够配置各个所述高速信号采集卡(2)、低速信号采集卡(3)的信号采集频率；
信号断连模块(4)，具有多个跨接信号输入口、高速信号输出口、低速信号输出口；其中，
每个所述高速信号输出口接入所述高速信号采集卡(2)的一个信号采集通道；
每个所述低速信号输出口接入所述低速信号采集卡(3)的一个信号采集通道；
每个所述跨接信号输入口能够接入一个传感器(6)的输出端，该传感器(6)为电压输出传感器或电流输出传感器，以及，能够通过一条跨接线(5)与一个所述高速信号输出口或低速信号输出口连接。
2.根据权利要求1所述的多通道可变频率信号采集系统，其特征在于，
所述工控机(1)配置各个所述高速信号采集卡(2)的信号采集频率50K以内；
所述工控机(1)配置各个所述低速信号采集卡(3)的信号采集频率不超过5K。
3.根据权利要求1所述的多通道可变频率信号采集系统，其特征在于，
所述高速信号输出口的数量与所述跨接信号输入口数量相等；
所述低速信号输出口的数量与所述跨接信号输入口数量相等。
4.根据权利要求1所述的多通道可变频率信号采集系统，其特征在于，
所述工控机(1)采用研华工控机610L系列；
所述高速信号采集卡(2)采用NI公司的PXIe-4303；
所述低速信号采集卡(3)采用NI公司的PXIe-4302；
所述信号断连模块(4)，采用MC公司的信号断连模块。
5.根据权利要求1所述的多通道可变频率信号采集系统，其特征在于，
还包括：
信号采集及配电模块(7)，具有多个信号采集接口、对应于各个信号采集口的信号输出接口、配电接口；每个所述信号采集接口能够介入一个传感器(6)的输出端，对应的配电接口该传感器(6)连接；每个信号输出接口对应与一个所述跨接信号输入口连接；
供电模块(8)，与所述信号采集及配电模块(7)连接，以能够为传感器(6)供电。
6.根据权利要求5所述的多通道可变频率信号采集系统，其特征在于，
所述信号采集及配电模块(7)采用菲尼克斯压接端子；
所述供电模块(8)采用爱德克斯公司的IT6502D可调电源。
7.一种信号采集方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一所述的多通道可变频率信号采集系统实施，包括：
将每个传感器(6)的输出端接入一个信号采集接口；
如果一个传感器(6)输出的信号需要高速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线(5)与一个高速信号输出口连接，通过工控机(1)配置相应高速信号采集卡(2)的信号采集频率为需要高速采集的频率；
如果一个传感器(6)输出的信号需要低速采集，则将对应的跨接信号输入口通过一条跨接线(5)与一个低速信号输出口连接，通过工控机(1)配置相应低速信号采集卡(3)的信号采集频率为需要低速采集的频率。
8.根据权利要求7所述的信号采集方法，其特征在于，
如果部分传感器(6)输出信号需要以相同的高速进行采集，则设置与该部分传感器(6)对应的高速信号输出口接入同一个高速信号采集卡(2)的信号采集通道；
如果部分传感器(6)输出信号需要以相同的低速进行采集，则设置与该部分传感器(6)对应的低速信号输出口接入同一个低速信号采集卡(3)的信号采集通道。
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