CN212458609U - 数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种数据采集装置，其包括：传感器、供电模块以及信号处理模块，其中：传感器用于检测目标对象的载重信息以生成对应载重信息的模拟信号，传感器的数量为多路，多路传感器之间相互独立设置；供电模块的数量为多个，多个供电模块的输入端并联到同一个外部电源，且多个供电模块的输出端相互独立设置，以使得一个供电模块为对应的一路传感器以及一个信号处理模块供电；信号处理模块的数量为多个，多个信号处理模块相互之间隔离设置，一个信号处理模块将对应的一路传感器生成的模拟信号转换为数字信号。本申请实施例至少解决了因传感器故障导致的数据丢失、数据叠加、数据不准确等问题，以及可实现正常工作检测目标对象的载重信息。

Description

数据采集装置

技术领域

本申请实施例涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种数据采集装置。

背景技术

在很多应用场景需要配置数据采集装置对场景中的一些数据进行采集，为此，此类数据采集装置一般包括若干个用于检测目标对象的载重信息的传感器，通过采集该若干个传感器检测到的信号并进行处理以计量目标对象的载重。但是，现有技术中，采用一个外部电源为多个传感器供电，对多个传感器信号的处理由同一个处理器完成，这种方案常常会出现数据丢失、数据叠加等异常情况。而且，现有技术的数据采集装置，传感器数量受限，很难做到在多路传感器的情况下，系统可以准确高效地采集每路传感器的数据信息。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种数据采集装置，用以克服或者缓解现有技术中上述部分或者全部缺陷。

本申请实施例提供了如下技术方案：

一种数据采集装置，包括：传感器、供电模块以及信号处理模块，其中：

所述传感器用于检测目标对象的载重信息以生成对应所述载重信息的模拟信号，所述传感器的数量为多路，多路所述传感器之间相互独立设置；

所述供电模块的数量为多个，多个所述供电模块的输入端并联到同一个外部电源，且多个所述供电模块的输出端相互独立设置，以使得一个所述供电模块为对应的一路所述传感器以及一个所述信号处理模块供电；

所述信号处理模块的数量为多个，多个所述信号处理模块相互之间隔离设置，一个所述信号处理模块将对应的一路所述传感器生成的所述模拟信号转换为数字信号。

可选地，在本申请一实施例中，每个所述供电模块包括一个电源隔离模块，多个所述供电模块的每个所述电源隔离模块输出一个独立电源，以为对应的一路所述传感器、对应的一个所述信号处理模块分别供电。

可选地，在本申请一实施例中，多个所述电源隔离模块的输入端并联到同一个外部电源以使得多个所述供电模块的输入端并联到同一个所述外部电源，且多个所述电源隔离模块的输出端相互之间独立设置以使得多个所述供电模块的输出端相互独立设置，并使得一个所述电源隔离模块的输出端输出一个所述独立电源，以为对应的一路所述传感器、对应的一个所述信号处理模块分别独立供电。

可选地，在本申请一实施例中，每个所述供电模块还包括：电压基准模块、以及比较器与扩流三级管，所述比较器和所述扩流三极管根据电压基准模块输出的供桥参考电压为所述传感器提供供桥电压。

可选地，在本申请一实施例中，所述数据采集装置还包括电流监测模块，所述电流监测模块的数量为多个，多个所述电流监测模块相互之间独立设置，一个所述电流监测模块用于监测对应的一路所述传感器的工作电流以判断所述传感器是否发生故障。

可选地，在本申请一实施例中，所述电流监测模块包括放大器和采样电阻，所述放大器用于对所述采样电阻两端出现的电压差进行放大处理以输出放大后的电压信号；对应的所述信号处理模块根据所述放大后的电压信号、所述采样电阻的阻抗、所述传感器的正常阻抗计算流过所述传感器的工作电流，并根据流过所述传感器的工作电流判断所述传感器的阻抗值是否正常以判断所述传感器是否发生故障。

可选地，在本申请一实施例中，所述数据采集装置还包括电压监测模块，所述电压监测模块的数量为多个，多个所述电压监测模块相互之间独立设置，一个所述电压监测模块用于监测对应的一路所述传感器的工作电压以判断所述传感器的工作电压是否正常。

可选地，在本申请一实施例中，所述数据采集装置还包括：信号隔离模块，所述信号隔离模块的数量为多个，一个所述信号隔离模块用于对一个所述信号处理模块生成的对应所述载重信息的数字信号进行电气隔离处理。

可选地，在本申请一实施例中，所述数据采集装置还包括：短路保护模块，所述短路保护模块的数量为多个，一个所述短路保护模块用于对对应的一路所述传感器发生供桥短路时切断对应的所述供电模块输出的供桥电压。

可选地，在本申请一实施例中，所述短路保护模块三级管以及采样电阻，通过所述采样电阻形成短路监测点，通过短路监测点的电压控制所述三级管的通断，以在所述传感器发生供桥短路时所述三级管截止并切断对应的所述供电模块输出的供桥电压；在所述传感器的供桥短路故障排除后，所述三级管重新导通，使得对应的所述供电模块输出的供桥电压正常为所述传感器供电。

本申请实施例中提供的技术方案可以达到如下技术效果：

(1)通过设置相互独立的传感器以及相互独立的数据采集通道，有效避免了数据采集装置因某个传感器的故障而导致整个数据采集装置无法正常工作的情况，解决了因传感器故障导致的数据丢失、数据叠加、数据不准确等问题，保证了数据采集装置的正常工作，并为故障传感器的维修争取到时间。

(2)供电模块的输入端并联到一个外部电源，输出端相互独立设置，若其中一个供电模块发生故障，不会影响对其他传感器的正常供电，其他传感器仍然可以正常工作检测目标对象的载重信息。由供电模块输出的独立电源为每个传感器提供供桥电压，提高了传感器工作电压的稳定性，杜绝了多个传感器共用供桥电源可能存在的信号干扰，提高了传感器采集数据的准确性和完整性。

(3)为每一个传感器设置电压基准模块，为传感器提供了稳定性强、精度高的供电电压，确保了多路传感器检测信息的准确性，提高了应用数据采集装置采集目标对象载重信息的计量精度。

(4)由于存在相互之间隔离设置的多个信号处理模块，一个所述信号处理模块用于处理对应的一路所述传感器生成的所述载重信息的模拟信号并将其转换为数字信号，而且每个信号处理模块由对应设置的一个所述供电模块供电，多个信号处理模块的多个供电模块相互独立设置。各个信号处理模块均是采用独立供电，独立处理数据信号的方式，杜绝了信号串扰，并且当某一个信号处理模块存在故障而无法生成所述载重信息的数字信号，其他信号处理模块可以正常工作以生成所述载重信息的数字信号。因此，多个信号处理模块相互独立设置，杜绝了多个信号处理模块之间信号的串扰，保证每个信号处理模块完整、准确处理每路传感器采集的信号，提高了数据处理的稳定性、准确性与可靠性。

(5)通过设置相互独立的多路传感器、多个供电模块以及多个信号处理模块，实现了多个供电模块的输出端既不共地也不共用电源，其中任意一个部件如传感器、供电模块或信号处理模块出现异常或损坏等情况均不会影响与异常部件独立的其他供电模块、传感器、信号处理模块的正常工作，可以有效缩小故障面积，杜绝信号干扰，有效避免信号丢失、信号延迟、信号叠加等异常情况，提高了数据采集装置采集数据信息的可靠性与稳定性，为提高目标对象载重的计量精度提供了保证。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本申请实施例中数据采集装置结构示意图；

图2为本申请实施例中供电模块的结构示意图；

图3为本申请一实施例数据采集装置中增加了电流监测模块的结构示意图。

图4为本申请一实施例中电流监测模块的结构示意图；

图5A为本申请实施例中数据采集装置的应用结构示意图；

图5B为本申请实施例中数据采集装置的应用结构示意图；

图6为本申请实施例数据采集方法的流程示意图；

图7为本申请实施例轨道衡的结构示意图。

具体实施方式

实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

下面结合本申请实施例附图进一步说明本申请实施例具体实现。

下述实施中，以目标对象为列车，以及将数据采集装置应用到轨道衡为例进行说明，但是，需要说明的是，本申请的技术方案可以要用到任一需要进行数据采集的场景。

图1为本申请实施例中数据采集装置结构示意图；如图1所示，本实施例中，数据采集装置包括：传感器101、供电模块102、信号处理模块103；其中：

传感器101用于检测列车的载重信息以生成对应所述载重信息的模拟信号，所述传感器101的数量为多个，多个传感器101形成多路传感器，多路所述传感器101之间相互独立设置；

所述供电模块102的数量为多个，多个所述供电模块的输入端并联到同一个外部电源，且多个所述供电模块的输出端相互独立设置以使得一个所述供电模块 102为对应的一路所述传感器101以及一个信号处理模块103供电；其中，；

所述信号处理模块103的数量为多个，多个所述信号处理模块103相互之间隔离设置，一个所述信号处理模块103将对应的一路所述传感器101生成的所述模拟信号转换为数字信号。

一个传感器101、一个供电模块102以及一个信号处理模块103形成一个独立的数据采集通道，多个传感器、多个供电模块以及多个信号处理模块形成的多个数据采集通道相互独立设置，从供电、数据采集、信号处理各个环节均是独立完成，杜绝了信号干扰，保证了采集数据的准确性、可靠性。

参见图1所示，本实施例中，由于存在相互之间隔离设置的多个供电模块102，以及相互之间独立设置的多个传感器101，一个供电模块102只为一路传感器101、一个信号处理模块103供电，传感器101、供电模块102、信号处理模块103的数量一一对应，当其中一个传感器101出现故障，不影响其他传感器101的正常工作，其他传感器101可以正常检测列车的载重信息以生成对应所述载重信息的模拟信号。本实施例中，通过设置相互独立的传感器101以及相互独立的数据采集通道，有效避免了数据采集装置因某个传感器的故障而导致整个数据采集装置无法正常工作的情况，解决了因传感器故障导致的数据丢失、数据叠加、数据不准确等问题，保证了数据采集装置的正常工作，并为故障传感器的维修争取到时间。

本实施例中，供电模块的输入端并联到一个外部电源，输出端相互独立设置，若其中一个供电模块102发生故障，不会影响其他供电模块的正常供电，与其他供电模块一一对应的信号处理模块、传感器均不会受到影响，其他传感器101、其他信号处理模块仍然可以正常工作检测列车的载重信息。由于供电模块的输入端并联到一个外部电源，输出端又相互独立设置，既保证了统一的电源供给，又使多个供电模块分别独立为对应的传感器、信号处理模块供电，保证了多路传感器供电、多个信号处理模块的独立性，确保不会因其中一个部件出现故障而影响其他与该部件独立设置的供电模块、信号处理模块以及传感器的正常工作，提高了数据采集装置的稳定性与可靠性。

本实施例中，数据采集装置包括相互之间隔离设置的多个信号处理模块103，且每个所述信号处理模块由对应配置的一个所述供电模块供电，一个所述供电模块为对应的一个信号处理模块、一路传感器独立供电。一个所述信号处理模块103 用于处理对应的一路所述传感器101生成的所述载重信息的模拟信号并将其转换为数字信号，当某一个信号处理模块103存在故障而无法生成所述载重信息的数字信号，其他信号处理模块103正常工作以生成所述载重信息的数字信号。而且，多个信号处理模块103相互独立设置，每个信号处理模块由独立的供电模块独立供电，每个信号处理模块独立进行信号处理，杜绝了多个信号处理模块之间的信号串扰，保证每个信号处理模块完整、准确处理每路传感器采集的信号，提高了数据处理的稳定性、准确性与可靠性。

本实施例中，通过设置相互独立的多路传感器101、输出端相互独立的多个供电模块102以及相互独立的多个信号处理模块103，实现了多个传感器、多个供电模块、多个信号处理模块各自的完全独立，因此，多个供电模块的输出端既不共地也不共用电源，可以有效缩小故障面积，杜绝信号干扰，有效避免信号丢失、信号延迟、信号叠加等异常情况，提高了数据采集装置采集数据信息的可靠性与稳定性，为提高轨道衡的计量精度提供了保证。

本实施例中，所述供电模块102的结构不做特别限定，只要可以为所述传感器101供电即可。

图2为本申请实施例中供电模块的结构示意图；如图2所示，每个所述供电模块102包括：电源隔离模块112、电压基准模块122、比较器132以及扩流三级管142，电源隔离模块112与电压基准模块122电连接，电压基准模块122与比较器132电连接，所述比较器132与所述扩流三级管142电连接。

本实施例中，多个供电模块的输入端并联到一个外部电源，输出端相互独立设置。每个供电模块102包括一个电源隔离模块112，电源隔离模块112与供电模块102的数量一一对应。在供电模块102有多个时，电源隔离模块112的数量也为多个。每个所述电源隔离模块112输出一个独立电源，分别为对应的一路所述传感器101、对应的一个信号处理模块103供电，从而实现为多路传感器101 供电、为多个信号处理模块103供电的多个供电模块102的输出端相互独立，互不干扰，确保一个供电模块102、一个信号处理模块103、一路传感器101形成的一个数据采集通道完全独立，多个供电模块102、多个信号处理模块103、多路传感器101形成的多个数据采集通道相互独立，互不干扰。本实施例由独立电源为每个传感器提供工作用供桥电压，杜绝了多个传感器共用供桥电源可能存在的信号干扰，提高了传感器采集数据的准确性和完整性。

具体地，本实施例中，多个所述电源隔离模块112的输入端并联到同一个外部电源以使得多个所述供电模块的输入端并联到同一个所述外部电源，且多个所述电源隔离模块112的输出端相互之间独立设置以使得多个所述供电模块的输出端相互独立设置，并使得一个所述电源隔离模块的输出端输出一个所述独立电源，该独立电源输出一个稳定的供桥电压，以为对应的一路所述传感器101、一个信号处理模块103独立供电。换言之，由一个外部电源通过物理隔离的方式提供多个相互隔离的独立电源，该多个相互隔离的独立电源的输出端相互独立，互不干扰，每个独立电源为对应的一路传感器101、一个信号处理模块103独立供电。

具体地，所述电源隔离模块112能够提供相互独立、互不干扰的多个独立电源，比如隔离变压器等，在此不做限制。

在应用传感器检测列车的载重信息时，为传感器供电的供桥电压的稳定性至关重要。供桥电压发生轻微的电压失准或波动，均会对检测结果产生严重影响，导致应用数据采集装置的轨道衡的计量精度下降。为此，参见图2所示，为获得更为稳定的供桥电压，本实施例的供电模块还包括一电压基准模块122，以及比较器132与扩流三极管243。电压基准模块122用于根据所述独立电源即电源隔离模块112的输出电源生成供桥参考电压，该供桥参考电压为已知的绝对稳定电压。比较器132和扩流三极管243根据电压基准模块122输出的供桥参考电压为传感器提供稳定的供桥电压。

本实施例中，由于电压基准模块具有精准的初始精度、极低的噪声、并且在温度和时间变化时输出的供桥参考电压能够保持稳定不变，因此，通过电压基准模块提供了一个绝对稳定电压，再通过比较器比较绝对稳定电压与独立电源的输出电压，得到一个用于调节供桥电压的反馈信号，通过该反馈信号调节扩流三级管的开关时间，最终得到了一个带载能力强，电压非常稳定的供桥电压，由此，保证了供桥电压不会发生电压失准或波动，避免了对传感器产生的严重影响，进而保证了应用该数据采集装置对列车载重进行计量称重的轨道衡正常工作，实现对列车的载重的有效计量。

本实施例中，所述电压基准模块的结构不做特别限定，只要可以生成所述供电参考电压即可。

此处，需要说明的是，通过选用不同的电压基准模块，以满足不同应用场景的需求。

此处，上述电压基准模块122、比较器132以及扩流三级管142可以组成反馈扩流模块，或者，比较器132以及扩流三级管142可以组成反馈扩流模块。

图3为本申请一实施例数据采集装置中增加了电流监测模块的结构示意图。如图3所示，所述电流监测模块104的数量为多个，多个所述电流监测模块104 相互之间独立设置，一个所述电流监测模块104用于监测对应的一路所述传感器 101的工作电流以判断所述传感器101是否发生故障，此时，电流检测模块104 的输出电压为传感器供电。

参见图3，本实施例中，电流监测模块104串接在传感器的信号输入端，通过电流监测模块104监测由于传感器阻抗发生变化导致的传感器101濒临失效、误差增加而引起的工作电流变化，根据工作电流的变化，判断出传感器101是否出现故障或是否存在隐性故障，实现故障和/或隐性故障早发现早解决。在本实施例的数据采集装置应用于轨道衡上用来称量列车载重信息时，轨道衡做为重要的贸易结算计量器具，对故障维修时间有着极高的要求，避免发现故障之后，再去联系生产厂家派人维修，耽搁时间，还会因称重有误造成严重经济损失。另外，还可以避免某些传感器101隐性故障不能及时发现，导致数据丢失等情形发生，进而引起轨道衡的计量结果出现偏差。

图4为本申请一实施例电流监测模块的结构示意图；如图4所示，所述电流监测模块104包括放大器114和采样电阻124，所述放大器114用于对所述采样电阻124两端出现的电压差进行放大处理以输出放大后的电压信号；对应的所述信号处理模块103根据所述放大后的电压信号、所述采样电阻124的阻抗、所述传感器101的正常阻抗计算流过所述传感器101的工作电流，并根据流过所述传感器101的工作电流判断所述传感器101的阻抗值是否正常以判断所述传感器 101是否发生故障。

本实施例中，考虑到传感器101正常工作时，其阻抗一般是固定不变的，当传感器101出现故障时，其阻抗就会发生变化，导致流过其的工作电流也会发生变化，因此，本实施例中，通过监测流过每个传感器101的工作电流，从而即可快速、直接地判断所述传感器101是否发生故障。

可选地，在其他实施例中，所述数据采集装置还可以包括电压监测模块，所述电压监测模块电连接电流监测模块104，监测电流监测模块104最终输出的供传感器使用的供桥电压的精度。在没有配置电流监测模块时，电压监测模块电连接供电模块最终输出供桥电压的部分，以监测供桥电压的精度。所述电压监测模块的数量为多个，多个所述电压监测模块相互之间独立设置，一个所述电压监测模块用于监测对应的一路所述传感器101的工作电压即供电模块102最终输出的供桥电压的精度，在供电模块102与传感器101之间连接有电流监测模块104时，供电模块102最终输出的供桥电压即为流经电流监测模块104后输出的供桥电压。

本实施例中，供电模块、信号处理模块与传感器形成的每一个独立的数据采集通道均会设置一电流监测模块和/或电压监测模块，通过电流检测模块监测传感器的工作电流是否正常以在第一时间确定故障传感器时并不影响其他传感器的正常工作，通过电压监测模块监测提供给传感器工作的供桥电压是否正常，以确保传感器获得稳定准确的供桥电压。

再参考图1，作为一个实施例，数据采集装置包括多个信号处理模块103，多个信号处理模块103相互隔离，每个供电模块为对应的传感器、对应的信号处理模块供电，对应的信号处理模块103将对应的一路所述传感器生成的所述模拟信号转换为数字信号。此处以及其他实施例中的“对应”均指两个电路模块在信号处理上一一对应连接。每个信号处理模块103包括A/D数据转换单元和数据处理单元，传感器输出的信号为模拟信号，在数据处理单元的控制下，A/D数据转换单元将对应传感器输出的模拟信号转换为数字信号。每一路传感器对应的一个信号处理模块中均设置一个数据处理单元，有效保证了信号处理模块高速、准确地处理采集的传感器检测数据。

本实施例中，由于独立的供电模块为每一路传感器、每一个信号处理模块提供精准、并且噪声极低的供桥电压，确保了多个信息处理模块能够并发采集到多路传感器在同一个采样位置的检测数据(即每个传感器生成的所述模拟信号)并对其进行处理，极大地提高了数据采集的准确性。

图5A为本申请实施例中数据采集装置的应用结构示意图；如图5A所示，所述传感器101以四个电阻应变片组成的惠斯登电桥结构以及使用电流监测模块为例进行说明，所述传感器101具有四个端子，分别为供桥正极(Ex+)、供桥负极(Ex-)、信号正极(S+)、信号负极(S-)，所述供桥电压通过所述供桥正极(Ex+)、供桥负极(Ex-)向所述传感器101供电。所述传感器101通过信号正极(S+)、信号负极(S-)输出所述模拟信号至上述实施例中的所述信号处理模块103。

另外，本实施例所述数据采集装置包括上述电源隔离模块112。

作为一个实施例，所述数据采集装置还包括信号隔离模块，所述信号隔离模块为多个，一个所述信号隔离模块用于对一个所述信号处理模块103生成的对应所述载重信息的数字信号进行磁耦合隔离处理，以确保多个信号处理模块各自独立采集、处理并输出信号，各个信号处理模块103互不干扰。

本实施例以及上述各实施例中，独立供电模块及其中的电压基准模块的设置为传感器提供了稳定精准的供桥电压，使得多个信号处理电路可以以较高的采样频率并发采集多路传感器实时检测的数据信号，例如以高达800HZ以上的采样频率并发采集16路传感器的检测信号，再由每一个信号处理模块内配置的数据处理单元对采集的每一路传感器的检测信号进行同步数据处理，极大地提高了数据采集装置中可以布设的传感器的数量，传感器的数量可以达到16路，甚至更多，并能确保以较高的采样频率对多路传感器进行并发采集数据，保证了数据采集装置采集处理传感器数据的高效、准确和完整，当将数据采集装置应用到轨道衡系统时，有效确保了轨道衡称重的计量精度。所述“并发采集”，指信号处理电路对多个数据采集模块在同一采样位置的数据(即每个传感器生成的所述模拟信号)进行同步实时采集，确保多路传感器数据在列车高速移动下采集位置的一致性，此处的“一致性”包含实际采样位置与计算采样位置的完全一致，也包含计算采样位置与实际采样位置的最大采样偏差小于某个设定值，比如，该设定值可以设为不超过1.5cm，当然最大采样偏差越小说明数据采样精度和准确度越高。

作为一个实施例，所述数据采集装置还包括短路保护模块，所述短路保护模块的数量为多个，一个所述短路保护模块用于对对应的一路所述传感器发生供桥短路时切断对应的所述供电模块输出的供桥电压。

具体地，短路保护模块可以包括三级管以及采样电阻，通过采样电阻形成短路监测点，通过短路监测点的电压控制三级管的通断，从而在所述传感器发生供桥短路时所述三级管截止，从而切断对应的所述供电模块输出的供桥电压；相反，在所述传感器的供桥短路故障排除后，所述三级管重新导通，使得对应的所述供电模块输出的供桥电压正常为所述传感器供电。

上述实施例中，传感器、供电模块、信号处理模块、电流监测模块、电压监测模块、短路保护模块、信号隔离模块在数量上相等，均是一一对应进行数据交互以形成独立的数据采集处理通道。

图5B为本申请实施例中数据采集装置的应用结构示意图；如图5B所示，在上述图5A的基础上增加了所述电压监测模块105，所述电压监测模块105用于监测对应的一路所述传感器101的工作电压即供电模块102最终输出的供桥电压的精度。

图6为本申请实施例数据采集方法的流程示意图；如图6所示，其包括如下步骤：

S601、为多路传感器提供供电模块，其中，多路所述传感器之间相互独立设置，所述供电模块的数量为多个，多个所述供电模块相互之间隔离设置，一个所述供电模块为对应的一路所述传感器供电；其中，多个所述供电模块的输入端并联到同一个外部电源，且多个所述供电模块的输出端相互独立设置；

S602、每路传感器在对应的一个供电模块供电时，检测列车的载重信息以生成对应所述载重信息的模拟信号，其中，所述传感器的数量为多路，多路所述传感器之间相互独立设置；

S603、每个信号处理模块将对应的一路所述传感器生成的所述模拟信号转换为数字信号，其中，所述信号处理模块的数量为多个，多个所述信号处理模块相互之间隔离设置，且每个所述信号处理模块由对应配置的一个所述供电模块供电。

本实施例中，存在多个相互之间隔离设置的多个供电模块，而且多个供电模块的输入端并联到一个外部电源，既确保了整个系统使用统一的供电电源，又通过多个供电模块的输出端相互独立设置实现为多路传感器独立供电，保证了每路传感器的供电独立性和稳定性。由于多个传感器相互之间独立设置，一个供电模块只为一路传感器供电，因此，当执行上述步骤S602时，当其中一个传感器出现故障，不影响其他传感器的正常工作，其他传感器可以正常检测列车的载重信息以生成对应所述载重信息的模拟信号。本实施例中，通过设置相互独立的传感器以及相互独立的数据采集通道，有效避免了在执行步骤S602时因某个传感器的故障而导致整个数据采集过程无法正常执行的情况，解决了因传感器故障导致的数据丢失、数据叠加、数据不准确等问题，保证了数据采集方法的正常执行，并为故障传感器的维修争取到时间。

本实施例中，供电模块相互独立设置，若其中一个供电模块发生故障，也不会影响对其他传感器的正常供电，确保其他传感器检测输出信号不受干扰，在执行步骤S602时其他传感器仍然可以正常工作检测列车的载重信息。

本实施例中，多个信号处理模块相互之间隔离设置，每个信号处理模块均由独立的一个供电模块供电，使得多个信号处理模块的供电相互独立，一个所述信号处理模块处理对应的一路所述传感器生成的所述载重信息的模拟信号并将其转换为数字信号，因此，在执行步骤S603时，当某一个信号处理模块存在故障而无法生成所述载重信息的数字信号，其他信号处理模块正常工作以生成所述载重信息的数字信号。而且，多个信号处理模块相互独立设置，杜绝了信号的串扰，保证每个信号处理模块完整、准确处理每路传感器采集的信号，提高了数据处理的稳定性、准确性与可靠性。

本实施例中，通过设置相互独立的多路传感器、多个供电模块以及多个信号处理模块，实现了供电模块、信号处理模块的完全独立，由于多个供电模块的输出端既不共地也不共用电源，在执行上述数据采集方法时可以有效缩小故障面积，杜绝信号干扰，有效避免信号丢失、信号延迟、信号叠加等异常情况，提高了数据采集方法采集数据信息的可靠性与稳定性，为提高轨道衡的计量精度提供了保证。

可选地，在一实施例中，为每个所述供电模块提供一电源隔离模块，每个所述电源隔离模块输出一独立电源，以为对应的一路所述传感器供电，使得多路传感器之间的供电模块相互之间独立，相互不干扰。

可选地，在一实施例中，使得多个所述电源隔离模块的输入端并联到同一个外部电源以使得多个所述供电模块的输入端并联到同一个所述外部电源，且多个所述电源隔离模块的输出端相互之间独立设置以使得多个所述供电模块的输出端相互独立设置，并使得一个所述电源隔离模块的输出端输出一个所述独立电源，以为对应的一路所述传感器独立供电。

可选地，在一实施例中，为每个所述供电模块提供一电压基准模块，以及比较器与扩流三级管；为此，在步骤S601中所述一个所述供电模块为对应的一路所述传感器供电时，所述比较器和所述扩流三极管根据电压基准模块输出的供桥参考电压为所述传感器提供供桥电压。

本实施例中，由于电压基准模块具有精准的初始精度、极低的噪声、并且在温度和时间变化时电压能够保持稳定不变，因此，在执行步骤S601时通过电压基准模块可提供一个绝对稳定电压，再通过比较器比较绝对稳定电压与独立电源的输出电压，得到一个用于调节供桥电压的反馈信号，通过调节扩流三级管的开关时间，最终得到了一个带载能力强，电压非常稳定的供桥电压，保证了供桥电压不会发生轻微的电压失准或波动，避免了对传感器产生的严重影响，进而保证了该数据采集方法的正常工作。

图7为本申请实施例轨道衡的结构示意图；如图7所示，轨道衡包括：载重面105，所述载重面105设置在列车行驶的轨道106下方；以及图1所示实施例的所述数据采集装置(此处省去数据采集装置的具体结构件以及其附图标记)，其中，所述数据采集装置中的传感器设置在所述载重面的下方。

本实施例中，由于存在多个相互之间隔离设置的供电模块，以及相互之间独立设置的多个传感器，一个供电模块只为一路传感器、一个信号处理模块供电，当其中一个供电模块、一路传感器或一个信号处理模块出现故障，不影响其他供电模块、其他传感器以及其他信号处理模块的正常工作，或者又称之为一个数据采集通道出现故障，不影响其他数据采集通道的正常工作。本实施例中，通过供电模块、传感器与信号处理模块形成的多个相互独立的数据采集通道，有效避免了数据采集装置因某个传感器的故障而导致整个数据采集装置无法正常工作的情况，解决了因传感器故障导致的数据丢失、数据叠加、数据不准确等问题，保证了数据采集装置以及轨道衡的正常工作，并为故障传感器的维修争取到时间。

本实施例中，供电模块的输出端相互独立设置，若其中一个供电模块发生故障，也不会影响对其他传感器、其他信号处理模块的正常供电，其他传感器仍然可以正常工作检测列车的载重信息，进而保证轨道衡的正常工作。

本实施例中，由于存在相互之间隔离设置的多个信号处理模块，一个所述信号处理模块用于处理对应的一路所述传感器生成的所述载重信息的模拟信号并将其转换为数字信号，当某一个信号处理模块存在故障而无法生成所述载重信息的数字信号，其他信号处理模块正常工作以生成所述载重信息的数字信号。而且，多个信号处理模块相互独立设置，并且独立供电与独立进行信号处理的方式，杜绝了多个信号处理模块之间的信号串扰，保证每个信号处理模块完整、准确处理每路传感器采集的信号，提高了数据处理的稳定性、准确性与可靠性，进一步保证了轨道衡的计量精度。

本实施例中，通过设置相互独立的多路传感器、多个供电模块以及多个信号处理模块，实现了多个供电模块的输出端既不共地也不共用电源，可以有效缩小故障面积，杜绝信号干扰，有效避免信号丢失、信号延迟、信号叠加等异常情况，提高了数据采集装置采集数据信息的可靠性与稳定性，为提高轨道衡的计量精度提供了保证。

可选地，在一实施例中，供电模块包括上述电源隔离模块的话，可以使得每个所述电源隔离模块输出一个独立电源，以为对应的一路所述传感器传感器供电，从而使得在数据采集过程中，传感器之间的供电模块相互之间独立，相互不干扰，进而保证了应用该数据采集装置对列车载重进行计量称重的轨道衡正常工作，实现有效的计量。

可选地，在一实施例中，为提供更为稳定的电源，供电模块还包括电压基准模块、比较器与扩流三极管的话，由于电压基准模块具有精准的初始精度、极低的噪声、并且在温度和时间变化时电压能够保持稳定不变，因此，通过电压基准模块可提供一个绝对稳定电压，再通过比较器比较绝对稳定电压与独立电源的输出电压，得到一个用于调节供桥电压的反馈信号，通过该反馈信号调节扩流三级管的开关时间，最终得到了一个带载能力强，电压非常稳定的供桥电压，由此避免了供桥电压发生轻微的电压失准或波动对传感器产生的严重影响，进而保证应用该数据采集方法对列车载重进行计量称重的轨道衡正常工作，实现对列车的载重的有效计量。

当然，图7所示的数据采集装置中，也可以包括前述电流监测模块、电压监测模块等，详细不再赘述。

在各种实施例中，由参照附图的描述。然而，某些实施例可以在不使用一个或多个这些特定的细节，或结合其它已知的方法和结构。在以下描述中，阐述了很多具体的细节，例如具体的结构，尺寸和工艺等，以提供对本实用新型的全面理解本实用新型。在其它实例中，公知的半导体加工工艺和制造技术没有特别详细地描述，以避免模糊本实用新型中。遍及本说明书“一个实施例”是指特定特征，结构，配置中，或该实施例中所描述的特征被包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，出现的短语“在一个实施方案中”在本说明书中不同地方本实用新型不一定指相同的实施例。此外，具体的特征，结构，配置，或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。

术语“生成”，“在”，“对”，“在”和“在”由于在用于本文时可以指相对于另一层层的相对位置。一个层“生成”，“在”，或“在”另一个层或者粘合“对”另一层可以直接接触的另一层上或可以有一个或多个插进层。一个层“在”层可以直接接触的层或可以有一个或多个插进层。

在进行以下具体实施方式之前，陈述在本专利文件全文中所使用的某些词语和短语的定义可能是有益的：用语“包括(include)”和“包括(comprise)”及其变型，意为包括而非限制；用语“或(or)”是包括性的，意为和/或；短语“与…关联(associated with)”和“与之相关(associated therewith)”及其变型可意为包括、被包括在内、“与…相互连接”、包含、被包含在内、“连接至…”或“与…连接”、“联接至…”或“与…联接”、“可与…通信”、“与…配合”、交错、并列、接近于、“被约束到…”或“用…约束”、具有、“具有…的性质”等；以及用语“控制器”意为控制至少一个操作的任何设备、系统或其部件，这种设备可实现在硬件、固件或软件中，或者实现在硬件、固件和软件中的至少两种中的一些组合中。应注意到，与任何特定控制器有关的功能可被局域地或远程地集中或分散。在本专利文件全文中提供对于某些词语和短语的定义，本领域技术人员应理解，在许多情况下(即使不是大多数情况)，这种定义适用于现有技术以及适用于如此限定的词语和短语的将来的使用。

在本公开中，表述“包括(include)”或“可包括(may include)”指代相应功能、操作或元件的存在，而不限制一个或多个附加功能、操作或元件。在本公开中，诸如“包括(include)”和/或“具有(have)”的用语可理解为表示某些特性、数字、步骤、操作、组成元件、元件或其组合，而不可理解为排除一个或多个其它特性、数字、步骤、操作、组成元件、元件或其组合的存在或附加的可能性。

在本公开中，表述“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或者“A或/和B 的一个或多个”可包括所列项目所有可能的组合。例如，表述“A或B”、“A 和B中的至少一个”或者“A或B中的至少一个”可包括：(1)至少一个A，(2) 至少一个B，或者(3)至少一个A和至少一个B。

在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅用于将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。

当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。

如本文中使用的表述“配置为”可与以下表述可替换地使用：“适合于”、“具有...的能力”、“设计为”、“适于”、“制造为”或“能够”。用语“配置为”可不必意为在硬件上“专门设计为”。可替代地，在一些情况下，表述“配置为…的设备”可意为该设备与其它设备或部件一起“能够…”。例如，短语“适于(或配置为)执行A、B和C的处理器”可意为仅用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或可通过执行存储在存储设备中的一个或多个软件程序执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))。

在本公开中所使用的用语仅用于描述特定的实施方式而不旨在限制本公开。除非在上下文中明确另有所指，否则如在本文中所使用的单数形式也可包括复数形式。

除非另有限定，否则本文中使用的全部用语(包括技术用语和科学用语)具有与本公开所属领域的技术人员所通常理解的意思相同的意思。除非在本公开中明确限定，否则如在通常使用的词典中所限定的这种用语可被解释为具有与在相关技术领域的语境中的意思相同的意思，而不应被解释为具有理想化或过于形式的意思。在一些情况下，即使在本公开中限定的用语也不应被解释为排除本公开的实施方式。

本文中所使用的用语“模块”或“功能单元”例如可意为包括有硬件、软件和固件的单元或者包括有硬件、软件和固件中两种或更多种的组合的单元。应当注意，本文所说明和讨论的算法具有执行特定功能并彼此交互的各种模块。应当理解，为了描述，这些模块仅基于它们的功能被分离，并且表示计算机硬件和/或存储在计算机可读介质上的用于在适当的计算硬件上执行的可执行软件代码。不同模块和单元的各种功能可以组合或者分离为硬件和/或存储在如上的非暂时性计算机可读介质上的软件作为以任何方式的模块，并且可以单独使用或组合使用。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种数据采集装置，包括：传感器、供电模块以及信号处理模块，其中：

所述传感器用于检测目标对象的载重信息以生成对应所述载重信息的模拟信号，所述传感器的数量为多路，多路所述传感器之间相互独立设置；

所述供电模块的数量为多个，多个所述供电模块的输入端并联到同一个外部电源，且多个所述供电模块的输出端相互独立设置，以使得一个所述供电模块为对应的一路所述传感器以及一个所述信号处理模块供电；

所述信号处理模块的数量为多个，多个所述信号处理模块相互之间隔离设置，一个所述信号处理模块将对应的一路所述传感器生成的所述模拟信号转换为数字信号。

2.根据权利要求1所述数据采集装置，其特征在于，每个所述供电模块包括一个电源隔离模块，多个所述供电模块的每个所述电源隔离模块输出一个独立电源，以为对应的一路所述传感器、对应的一个所述信号处理模块分别供电。

3.根据权利要求2所述数据采集装置，其特征在于，多个所述电源隔离模块的输入端并联到同一个外部电源以使得多个所述供电模块的输入端并联到同一个所述外部电源，且多个所述电源隔离模块的输出端相互之间独立设置以使得多个所述供电模块的输出端相互独立设置，并使得一个所述电源隔离模块的输出端输出一个所述独立电源，以为对应的一路所述传感器、对应的一个所述信号处理模块分别独立供电。

4.根据权利要求3所述数据采集装置，其特征在于，每个所述供电模块还包括：电压基准模块、比较器与扩流三级管，所述比较器和所述扩流三极管根据电压基准模块输出的供桥参考电压为所述传感器提供供桥电压。

5.根据权利要求1-4任一项所述数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括电流监测模块，所述电流监测模块的数量为多个，多个所述电流监测模块相互之间独立设置，一个所述电流监测模块用于监测对应的一路所述传感器的工作电流以判断所述传感器是否发生故障。

6.根据权利要求5所述数据采集装置，其特征在于，所述电流监测模块包括放大器和采样电阻，所述放大器用于对所述采样电阻两端出现的电压差进行放大处理以输出放大后的电压信号；对应的所述信号处理模块根据所述放大后的电压信号、所述采样电阻的阻抗、所述传感器的正常阻抗计算流过所述传感器的工作电流，并根据流过所述传感器的工作电流判断所述传感器的阻抗值是否正常以判断所述传感器是否发生故障。

7.根据权利要求1所述数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括电压监测模块，所述电压监测模块的数量为多个，多个所述电压监测模块相互之间独立设置，一个所述电压监测模块用于监测对应的一路所述传感器的工作电压以判断所述传感器的工作电压是否正常。

8.根据权利要求1所述数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：信号隔离模块，所述信号隔离模块的数量为多个，一个所述信号隔离模块用于对一个所述信号处理模块生成的对应所述载重信息的数字信号进行电气隔离处理。

9.根据权利要求1所述数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：短路保护模块，所述短路保护模块的数量为多个，一个所述短路保护模块用于对对应的一路所述传感器发生供桥短路时切断对应的所述供电模块输出的供桥电压。

10.根据权利要求9所述数据采集装置，其特征在于，所述短路保护模块包括三级管以及采样电阻，通过所述采样电阻形成短路监测点，通过短路监测点的电压控制所述三级管的通断，以在所述传感器发生供桥短路时所述三级管截止并切断对应的所述供电模块输出的供桥电压；在所述传感器的供桥短路故障排除后，所述三级管重新导通，使得对应的所述供电模块输出的供桥电压正常为所述传感器供电。

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