CN214669308U - 一种测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种测量装置，包括微处理器、信号输入电路、信号选择电路、信号调理电路、基准频率产生电路、频率处理电路、通信接口电路、存储电路；所述信号输入电路连接所述信号选择电路，所述信号选择电路连接所述信号调理电路，所述信号调理电路连接所述频率处理电路，所述频率处理电路连接所述通信接口电路，以便和后续电路进行数据交互。本实用新型结构简单，测试性能大大提高，具有较高的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及一种频率测量装置。
背景技术
频率测量装置，结构简单、坚固耐用、抗干扰能力强、输出为频率信号、便于与微机接口，广泛应用于水利、水电、铁道、交通、矿山、石油、土木建筑物及地基内结构中。目前，频率测量装置产生的频率主要采用以下三种方法: 图像识别法、频率计法及传统的单片机加前后台系统法。但由于需要采用模拟电路和数字电路技术，需要的硬件多，电路较复杂，程序代码过于庞大，且稳定性较差，测试精度、可靠性均不能满足野外工程的需要。
实用新型内容
为了克服上述的种种不足，使其能适应不同场合的应用，本实用新型提供了一种频率测量装置，结构合理，精度高，测量简单方便。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种测量装置，包括微处理器、信号输入电路、信号选择电路、信号调理电路、基准频率产生电路、频率处理电路、通信接口电路、存储电路；所述信号输入电路连接所述信号选择电路，所述信号选择电路连接所述信号调理电路，所述信号调理电路连接所述频率处理电路，所述频率处理电路连接所述通信接口电路，以便和后续电路进行数据交互；所述微处理器作为数据端的控制核心，负责对选择电路的选通、基准频率的产生、以及对频率处理电路的控制；所述选择电路，负责把多路传感器信号分时传输；所述信号调理电路对所选择的输入信号进行放大、滤波，以便对被测信号进行精确测量；所述基准频率产生电路，利用微处理器产生的可程控PWM脉冲作为基准频率；所述频率处理电路使用两组计数器，其中一组由处理器内部两个16位计数器组成，用以计数基准频率产生电路产生的信号计数值1，另一组利用处理器内部一个8位计数器，用以记录被测频率的信号计数值2；通过计算所述信号计数值1和信号计数值2的比值，确定所述被测频率。
本实用新型具有以下有益效果：该测量装置采用了改进的基准频率产生电路和频率处理电路，使电路硬件设计大为简化，测试性能大大提高，极大地提高了测量的精度。
附图说明
图1为测量装置的结构示意图；
图2为传统频率处理电路的结构示意图；
具体实施方式
为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种测量装置，包括包括微处理器、信号输入电路、信号选择电路、信号调理电路、基准频率产生电路、频率处理电路、通信接口电路、存储电路；所述信号输入电路连接所述信号选择电路，所述信号选择电路连接所述信号调理电路，所述信号调理电路连接所述频率处理电路，所述频率处理电路连接所述通信接口电路，以便和后续电路进行数据交互；所述微处理器作为数据端的控制核心，负责对选择电路的选通、基准频率的产生、以及对频率处理电路的控制；所述选择电路，负责把多路传感器信号分时传输；所述信号调理电路对所选择的输入信号进行放大、滤波，以便对被测信号进行精确测量；所述基准频率产生电路，利用微处理器产生的可程控 PWM脉冲作为基准频率；所述频率处理电路使用两组计数器，其中一组由处理器内部两个16位计数器组成，用以计数基准频率产生电路产生的信号计数值1，另一组利用处理器内部一个8位计数器，用以记录被测频率的信号计数值2；通过计算所述信号计数值1和信号计数值2的比值，确定所述被测频率。
所述测量装置测量频率的机理可以概括为：提供一基准频率，利用微处理器计数所述基准频率的计数值以及计数被测量信号的计数值，通过比较上述两个计数值，进而能够获得所述被测量信号的频率值。测量电路包括微处理器、信号输入电路、信号选择电路、信号调理电路、基准频率产生电路、频率处理电路、通信接口电路、存储电路。
所述微处理器作为数据端的控制核心，负责对选择电路的选通、基准频率的产生、以及对频率处理电路的控制；优选地，所述微处理器选用具有两个通用同步/异步USART口、两个8位定时/计数器、两个16位定时/计数器，支持外部存储器扩展的处理器。
所述信号选择电路，负责把多路传感器信号分时传输。
所述信号调理电路对所选择的信号进行放大、滤波，以便对被测信号进行精确测量。
所述基准频率产生电路，利用微处理器产生的可程控PWM脉冲作为基准频率。
所述频率处理电路使用两组计数器，其中一组由处理器内部两个16位计数器组成，用以计数基准频率产生电路产生的信号计数值1，另一组利用处理器内部一个8位计数器，用以记录被测频率的信号计数值2；通过计算所述信号计数值1和信号计数值2的比值，确定所述需要被测量频率。
所述存储单元，优先选用Ramtron公司的F1808(铁电性随机存储器FRAM)芯片，FRAM的特点是速度快，能够像RAM一样操作，读写功耗极低，同时也能够同普通ROM存储器一样使用，具有非易失性的存储特性。
由测量的过程可知，该测量装置的主要量化误差是由电路中的频率处理电路引起的，在传统电路中频率处理电路主要采用如图2所示模型：
图2中使用两组计数器，一组用74系列的两个低数位计数器扩充为一个高数位的计数器，另一组计数器用MCU内部定时/计数器，高位计数器用于计标准脉冲，MCU内计数器用于计待测脉冲，用高位计数器的某两位通过与非门来实现、两个计数器停止计数的同步；并且向MCU申请中断，该电路的显著缺点是，在理论上高位计数器的计数值是个确定值，通过它设定的值来控制计数结束与否，实际上由于电路中D触发器以及与门、与非门的延迟作用，从而导致电路的测量精度降低。
为了改进传统电路的不足，提高测量的精确度，本实用新型把所用到的高数位计数器采用微处理器内部的定时计数器资源，利用软件中断的方法进行计数控制，在整个计数过程中没有使用触发器，与门等逻辑器件的参与，使计数器的延迟时间完全取决于系统指令的执行时间，极大的提高了系统的测量精度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护。
Claims (1)
1.一种测量装置，包括微处理器、信号输入电路、信号选择电路、信号调理电路、基准频率产生电路、频率处理电路、通信接口电路、存储电路；其特征在于：所述信号输入电路连接所述信号选择电路，所述信号选择电路连接所述信号调理电路，所述信号调理电路连接所述频率处理电路，所述频率处理电路连接所述通信接口电路，以便和后续电路进行数据交互；所述微处理器作为数据端的控制核心，负责对选择电路的选通、基准频率的产生、以及对频率处理电路的控制；所述选择电路，负责把多路传感器信号分时传输；所述信号调理电路对所选择的输入信号进行放大、滤波，以便对被测信号进行精确测量；所述基准频率产生电路，利用微处理器产生的可程控PWM脉冲作为基准频率；所述频率处理电路使用两组计数器，其中一组由处理器内部两个16位计数器组成，用以计数基准频率产生电路产生的信号计数值1，另一组利用处理器内部一个8位计数器，用以记录被测频率的信号计数值2；通过计算所述信号计数值1和信号计数值2的比值，确定所述被测频率。
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| CN202120484743.6U CN214669308U (zh) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | 一种测量装置 |
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ID=78451520
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| CN202120484743.6U Active CN214669308U (zh) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | 一种测量装置 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-03-08 CN CN202120484743.6U patent/CN214669308U/zh active Active
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