CN203232282U - 应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统 - Google Patents
应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，它包括与激光阵列传感器连接的输入通道接口，输入通道接口将激光阵列传感器的多路光电流信号输入到模拟开关通道切换电路中；模拟开关通道切换电路将多路光电流信号送入I/V转换电路，经I/V转换电路转换后的各信号送入微控制器中，微控制器对该信号进行处理，并发送到上位机；经I/V转换电路转换后的各信号还送入比较编码电路，比较编码电路对各信号编码，并将各信号的编码送入微控制器，实现量程自动切换。微控制器通过逻辑控制信号控制模拟开关通道切换电路。本实用新型彻底消除了各通道的分散性误差，有效消除了寄生电容造成的影响，数据采集精度高，电路简单、成本和体积减少。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多路数据采集系统，尤其涉及一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统。
背景技术
目前多通道数据采集系统一般是先进行信号转换和前置放大，再利用模拟开关进行通道切换，这就需要多个信号前置放大电路。由于前置电路中器件本身性能的影响，使得每个前置电路的性能不可能完全相同，所以会带来分散性误差，影响采集电路的精度，而且增加了电路的成本和体积。由于采样通道过多，程控量程转换方法也使采样速度降低。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，它具有简化电路，提高采集速度，消除由于多个前置电路产生的分散性误差等优点。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，它包括与激光阵列传感器连接的输入通道接口，输入通道接口将激光阵列传感器的多路光电流信号输入到模拟开关通道切换电路中；模拟开关通道切换电路将多路光电流信号送入I/V转换电路，经I/V转换电路转换后的各信号送入微控制器中，微控制器对该信号进行放大和A/D转换处理，并将处理后的信号通过通讯接口发送到上位机；经I/V转换电路转换后的各信号还送入比较编码电路，比较编码电路对各信号进行编码，并将各信号的编码送入微控制器，微控制器根据各电压信号的编码对其内部的程控增益放大器进行增益设置，实现量程自动转换；微控制器对各信号处理后形成的逻辑控制信号控制模拟开关通道切换电路，实现采集通道的自动切换。
所述模拟开关通道切换电路包括多路模拟开关，所述模拟开关为单刀双掷模拟开关，模拟开关的一个输出端与I/V转换电路连接，另一端通过电阻R接地。
所述微控制器中内置程控增益放大器、AD转换电路和微处理器，经I/V转换电路处理后的信号送入程控增益放大器，程控增益放大器对信号进行不同增益放大处理，保证不同大小的信号都处于A/D转换电路的线性转换区域，经程控增益放大器处理后的信号依次送入AD转换电路和微处理器处理，微控制器通过通讯接口与上位机通信，将处理后的采集数据发送到上位机。
所述比较编码电路对I/V转换电路转换后的各信号的电压进行分区比较，根据电压大小产生不同的分区编码，送入微控制器内，控制程控增益放大器的增益，实现量程自动转换。
所述I/V转换电路包括信号转换电路和前置放大滤波电路，对输入的各电流信号转换为电压信号，同时进行前置放大和滤波。
所述输入通道接口为扁平电缆和相应接插件。
本实用新型的有益效果：本实用新型的多路数据采集电路结构得到优化，彻底消除了各通道的分散性误差，有效消除了寄生电容造成的影响，数据采集精度高，电路简单、成本和体积减少。可对激光阵列传感器进行多达几十路甚至上百路的数据采集，实现了量程自动转换，使多路数据采集的采样速度得到明显提高。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型的多路模拟开关的连接电路图。
其中，1.激光阵列传感器，2.输入通道接口，3.模拟开关通道切换电路，4.I/V转换电路，5.比较编码电路，6.程控增益放大器，7.A/D转换电路，8.微控制器，9.通讯接口，10.上位机，11.单刀双掷模拟开关。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，激光阵列传感器1发出的n路光电流信号，经过输入通道接口2，与模拟开关通道切换电路3输入端实现一一对应的连接，一般情况下n>30，所以激光阵列传感器1和输入通道接口2采用扁平电缆和相应接插件连接。在微控制器8的逻辑控制信号作用下，通过模拟开关通道切换电路3的多路模拟开关对各路电流信号进行控制选择，其中未被选中的所有通道都会被本通道的单刀双掷模拟开关11置于如图2中的位置①，通过电阻R把光电流信号接地，防止其对激光阵列传感器1的寄生电容充电，消除寄生电容放电响应时间过长的影响和放电电流产生的附加误差。对唯一被选中的那个通道，单刀双掷模拟开关11将置于图2中的位置②，信号被送入I/V转换电路4，进行电流与电压的转换以及前置放大和滤波。转换放大后的电压信号经过比较编码电路5产生与电压区段对应的编码，然后发送给微控制器8。微控制器8根据编码对其内部的程控增益放大器6进行相应的增益设置，实现量程自动转换。经I/V转换电路4转换的电压信号先经过程控增益放大器6进行不同增益的放大处理，保证不同大小的信号都处于A/D转换电路7的线性转换区域，然后送入A/D转换电路7进行A/D转换，拓展了信号的动态范围。最后微控制器8对A/D转换电路7转换的结果进行数据处理，并通过通讯接口9与上位机10进行通信，接收上位机10发出的命令，将处理后的采集数据发送到上位机10。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，其特征是，它包括与激光阵列传感器连接的输入通道接口，输入通道接口将激光阵列传感器的多路光电流信号输入到模拟开关通道切换电路中；模拟开关通道切换电路将多路光电流信号送入I/V转换电路，经I/V转换电路转换后的各信号送入微控制器中，微控制器对该信号进行放大和A/D转换处理，并将处理后的信号通过通讯接口发送到上位机；经I/V转换电路转换后的各信号还送入比较编码电路，比较编码电路对各信号编码，并将各信号的编码送入微控制器，微控制器根据各电压信号的编码对其内部的程控增益放大器进行相应的增益设置，实现量程自动转换；微控制器还通过逻辑控制信号控制模拟开关通道切换电路，实现采集通道的自动切换。
2.如权利要求1所述一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，其特征是，所述模拟开关通道切换电路包括多路模拟开关，所述模拟开关为单刀双掷模拟开关，模拟开关的一个输出端与I/V转换电路连接，另一端通过电阻R接地。
3.如权利要求1所述一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，其特征是，所述微控制器中内置程控增益放大器、AD转换电路和微处理器，经I/V转换电路处理后的信号送入程控增益放大器，程控增益放大器对信号进行不同增益放大处理，保证不同大小的信号都处于A/D转换电路的线性转换区域，经程控增益放大器处理后的信号依次送入AD转换电路和微处理器处理，微控制器通过通讯接口与上位机通信，将处理后的采集数据发送到上位机。
4.如权利要求1所述一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，其特征是，所述比较编码电路对I/V转换电路转换后的各信号的电压进行分区比较，根据电压大小产生不同的分区编码，送入微控制器内，控制程控增益放大器的增益，实现量程自动转换。
5.如权利要求1或3所述一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，其特征是，所述I/V转换电路包括信号转换电路和前置放大滤波电路，对输入的各电流信号转换为电压信号，同时进行前置放大和滤波。
6.如权利要求1所述一种应用于激光阵列传感器的多路数据采集系统，其特征是，所述输入通道接口为扁平电缆和相应接插件。
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