專利名稱：一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及振弦式傳感器數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，尤其是一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
目前，已知的振弦式傳感器是國(guó)內(nèi)外普遍重視和廣泛應(yīng)用的ー種非電量電測(cè)的傳感器。由于振弦傳感器直接輸出振弦的自振頻率信號(hào)，因此，具有抗干擾能力強(qiáng)、受電參數(shù)影響小、性能穩(wěn)定可靠、耐震動(dòng)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)?，F(xiàn)有振弦式傳感器與電阻應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)的對(duì)比(I)振弦傳感器有著獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式并以振弦頻率的變化量來表征受カ的大小，因此具有長(zhǎng)期零點(diǎn)穩(wěn)定的性能，這是電阻應(yīng)變計(jì)所無法比擬的。在長(zhǎng)期、靜態(tài)測(cè)試傳感器的選擇中，振弦傳感器已成為取代電阻應(yīng)變計(jì)、而廣泛應(yīng)用于工程、科研的長(zhǎng)期原觀的測(cè)試手段。(2)隨著電子、微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，從實(shí)現(xiàn)測(cè)試微機(jī)化、智能化的先進(jìn)測(cè)試要求來看，由于振弦傳感器能直接以頻率信號(hào)輸出，因此，較電阻應(yīng)變計(jì)模擬量輸出能更為簡(jiǎn)單方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)測(cè)試。振弦式傳感器是機(jī)械結(jié)構(gòu)式的，它不受電流、電壓、絕緣等電參數(shù)的影響，因此，零點(diǎn)穩(wěn)定。這是這類傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)。振弦式傳感器的發(fā)展，在國(guó)外，德國(guó)的MA1HAK、法國(guó)的TELEMAL、美國(guó)的SINCO和F0XB0R0、英國(guó)的SCHLUBERGER及挪威等多家公司，都有振弦傳感器的系列產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)，從60年代起，先后研制開發(fā)了適合各種測(cè)試目的的多種振弦傳感器的系列產(chǎn)品，如振弦式壓カ計(jì)、土壓カ計(jì)、空隙水壓カ計(jì)、應(yīng)變計(jì)、測(cè)カ(應(yīng)力)計(jì)、鋼筋計(jì)、扭カ計(jì)、位移計(jì)、反カ計(jì)、吊重負(fù)荷計(jì)、傾斜計(jì)等等。它們廣泛應(yīng)用于港口工程、土木建筑、道路橋梁、礦山冶金、機(jī)械船舶、水庫大壩、地基基礎(chǔ)等測(cè)試，已成為工程、科研中ー種不可缺少的測(cè)試手段，顯示出了其廣闊應(yīng)用和發(fā)展的前景。振弦傳感器的激振方式為1、問歇觸發(fā)激振；目前，單線圈形式的振弦傳感器，均采用間歇觸發(fā)的激振方式。2、等幅連續(xù)激振；采用這種激振方式的振弦傳感器具有激勵(lì)和接收兩組帶磁鋼的電磁線圈，與放大電路、反饋和穩(wěn)幅電路組成等幅的振蕩器。然而，在振弦式傳感器使用過程中，需要將振弦式傳感器激振后的信號(hào)采集存儲(chǔ)和顯示。ー種具有多路同時(shí)采集測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，性能可靠，功耗低的振弦式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置尚未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置具有功耗低，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，用于同時(shí)采集多路振弦式傳感器信號(hào)，所述采集裝置包括核心微處理器；所述核心微處理器輸入端通過ー個(gè)頻率采集単元與ー個(gè)振弦式傳感器輸出端連接，多個(gè)頻率采集單元與多個(gè)振弦式傳感器；所述核心微處理器輸出端通過高壓震動(dòng)單元與振弦式傳感器輸入端連接；所述核心微處理器輸入端還與傳感器檢測(cè)單元；所述核心微處理器輸入端還與鍵盤輸入單元連接，鍵盤輸入單元采用觸摸屏鍵盤；所述核心微處理器輸出端與存儲(chǔ)單元連接，存儲(chǔ)單元采用SD卡存儲(chǔ)；所述核心微處理器輸出端還與顯示單元連接。所述核心微處理器還設(shè)有低功耗模塊。所述核心微處理器還設(shè)有時(shí)鐘模塊。所述核心微處理器輸入端還接有電池電壓檢測(cè)模塊。所述單片機(jī)還接有蜂鳴報(bào)警器。所述顯示單元采用彩色液晶屏。本實(shí)用新型的有益效果I、本實(shí)用新型具有多路振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，該采集裝置抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好，智能化集成度高。2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，安裝、運(yùn)行、維護(hù)容易。3、本實(shí)用新型具有很強(qiáng)的通用性，可以與壓カ計(jì)、應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)或位移計(jì)連接采·集信息。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖之一。圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖之ニ。圖3是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖圖1-3對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，用于同時(shí)采集多路振弦式傳感器信號(hào)，所述采集裝置包括核心微處理器；所述核心微處理器輸入端通過ー個(gè)頻率采集単元與ー個(gè)振弦式傳感器輸出端連接，多個(gè)頻率采集單元與多個(gè)振弦式傳感器；所述核心微處理器輸出端通過高壓震動(dòng)單元與振弦式傳感器輸入端連接；所述核心微處理器輸入端還與傳感器檢測(cè)單元；所述核心微處理器輸入端還與鍵盤輸入單元連接，鍵盤輸入單元采用觸摸屏鍵盤；所述核心微處理器輸出端與存儲(chǔ)單元連接，存儲(chǔ)單元采用SD卡存儲(chǔ)；所述核心微處理器輸出端還與顯示單元連接。所述核心微處理器還設(shè)有低功耗模塊。所述核心微處理器還設(shè)有時(shí)鐘模塊。所述核心微處理器輸入端還接有電池電壓檢測(cè)模塊。所述單片機(jī)還接有蜂鳴報(bào)警器。所述顯示單元采用彩色液晶屏。核心微處理器采用MAGE8單片機(jī)，主要CPU使用ARM嵌入Windows CE系統(tǒng)，軟件部分實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集和電腦的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，以電子表格和圖形格式展示；內(nèi)含校正曲線模型，及電腦硬件授權(quán)碼標(biāo)識(shí)。所述高壓震動(dòng)單元采用變壓器將低壓直流變成150v高壓，通過可控硅控制輸出進(jìn)行激勵(lì)震動(dòng)。頻率采集単元激勵(lì)震動(dòng)后，輸出固有頻率，經(jīng)過電容耦合，輸出至運(yùn)算放大器，經(jīng)過限幅，濾波，放大，整形后輸入至核心微處理器計(jì)數(shù)端，進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)。傳感器檢測(cè)單元為電磁線圈，此部分電路由ニ極管，上拉電阻，限壓ニ極管組成并接入核心微處理器的外部中斷輸入引腳，用于檢測(cè)傳感器是否接入。存儲(chǔ)單元通過核心微處理器的總線控制進(jìn)行存儲(chǔ)，可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)64k。存儲(chǔ)模式為月，日，時(shí)，分，秒，震動(dòng)頻率高地址，震動(dòng)頻率低地址，數(shù)據(jù)效驗(yàn)碼共8字節(jié)，共存儲(chǔ)100組每組80個(gè)數(shù)據(jù)，共計(jì)8000條數(shù)據(jù)。鍵盤輸入單元采用2*8模式，輸出8位串碼，由核心微處理器兩路引腳檢測(cè)鍵盤狀態(tài)，從而識(shí)別16個(gè)鍵位。時(shí)鐘模塊采用飛利浦公司的獨(dú)立時(shí)鐘芯片PCF8563，其有兩個(gè)作用。其一，時(shí)鐘，作為存儲(chǔ)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。其ニ，使用其定時(shí)中斷輸出來觸發(fā)單片機(jī)進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)測(cè)量。低功耗模塊通過掉電運(yùn)行，關(guān)斷相關(guān)耗電電路，等待外部觸發(fā)使其重新開始運(yùn)行，進(jìn)行測(cè)量采集。顯示單元使用點(diǎn)陣液晶屏(分辨率為128*64)，此屏幕可以顯示漢字，使操作人員便于理解與操作。電池電壓檢測(cè)模塊通過電阻網(wǎng)絡(luò)，濾波網(wǎng)絡(luò)接入核心微處理器的AD輸入引腳經(jīng)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而監(jiān)控電池電壓，在電壓過低時(shí)報(bào)警并在顯示単元上顯示。蜂鳴報(bào)警器起到提示作用，開機(jī)，關(guān)機(jī)，錯(cuò)誤，某些功能完成時(shí)鳴叫。
·[0027]實(shí)施例將多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)置于工程現(xiàn)場(chǎng)，工程現(xiàn)場(chǎng)是將應(yīng)變計(jì)埋入式混凝土中，通過導(dǎo)線將配備插頭置于混凝土外部，適應(yīng)于各種混凝土結(jié)構(gòu)，碎石基礎(chǔ)內(nèi)部的應(yīng)カ應(yīng)變測(cè)量；廣泛應(yīng)用于橋梁、隧道、建筑、鉄路、水電、大壩等工程領(lǐng)域的混凝土內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變的測(cè)量。多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置通過多條導(dǎo)線配備插頭與多個(gè)振弦式應(yīng)變計(jì)連接。振弦式應(yīng)變計(jì)的技術(shù)參數(shù)I.量程土 1500 U e2.靈敏度1 U e (0. IHz)3.測(cè)量標(biāo)距157mm4.使用環(huán)境溫度-10°C——+ 70°C5.溫度測(cè)量范圍-20°C——+ 125°C6.溫度測(cè)量靈敏度0. 5°C精度±1°C應(yīng)變計(jì)安裝與使用I.根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選定測(cè)試點(diǎn)。2.將應(yīng)變計(jì)平行結(jié)構(gòu)應(yīng)力方向安裝。3.采用細(xì)匝絲將應(yīng)變計(jì)捆綁在結(jié)構(gòu)鋼筋上。4.將測(cè)試導(dǎo)線沿鋼筋引出與實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集裝置。應(yīng)變計(jì)與測(cè)試導(dǎo)線應(yīng)捆綁在結(jié)構(gòu)鋼筋的底端側(cè)面，以免導(dǎo)振時(shí)應(yīng)變計(jì)方向改變或?qū)?yīng)變計(jì)和導(dǎo)線損壞。5.根據(jù)測(cè)試要求進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)變計(jì)直接測(cè)量絕對(duì)應(yīng)變值,頻率顯示振弦頻率(分辨率為0. 1Hz)，應(yīng)變與頻率的計(jì)算公式為A=KXf2 ；A為應(yīng)變值，f為振弦頻率，K為標(biāo)定系數(shù)。
權(quán)利要求1.一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，用于同時(shí)采集多路振弦式傳感器信號(hào)，其特征在于所述采集裝置包括核心微處理器； 所述核心微處理器輸入端通過一個(gè)頻率采集單元與一個(gè)振弦式傳感器輸出端連接，多個(gè)頻率采集單元與多個(gè)振弦式傳感器； 所述核心微處理器輸出端通過高壓震動(dòng)單元與振弦式傳感器輸入端連接； 所述核心微處理器輸入端還與傳感器檢測(cè)單元； 所述核心微處理器輸入端還與鍵盤輸入單元連接，鍵盤輸入單元采用觸摸屏鍵盤； 所述核心微處理器輸出端與存儲(chǔ)單元連接，存儲(chǔ)單元采用SD卡存儲(chǔ)； 所述核心微處理器輸出端還與顯示單元連接。
2.按權(quán)利要求I所述的多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述核心微處理器還設(shè)有低功耗模塊。
3.按權(quán)利要求I所述的多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述核心微處理器還設(shè)有時(shí)鐘模塊。
4.按權(quán)利要求I所述的多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述核心微處理器輸入端還接有電池電壓檢測(cè)模塊。
5.按權(quán)利要求I所述的多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述單片機(jī)還接有蜂鳴報(bào)警器。
6.按權(quán)利要求I所述的多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述顯示單元采用彩色液晶屏。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種多路固定式傳感器數(shù)據(jù)采集裝置，用于同時(shí)采集多路振弦式傳感器信號(hào)，所述采集裝置包括核心微處理器；所述核心微處理器輸入端通過一個(gè)頻率采集單元與一個(gè)振弦式傳感器輸出端連接，多個(gè)頻率采集單元與多個(gè)振弦式傳感器；所述核心微處理器輸出端通過高壓震動(dòng)單元與振弦式傳感器輸入端連接；所述核心微處理器輸入端還與傳感器檢測(cè)單元；所述核心微處理器輸入端還與鍵盤輸入單元連接，鍵盤輸入單元采用觸摸屏鍵盤；所述核心微處理器輸出端與存儲(chǔ)單元連接，存儲(chǔ)單元采用SD卡存儲(chǔ)；所述核心微處理器輸出端還與顯示單元連接。本實(shí)用新型具有振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，該裝置抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好，智能化集成度高。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，安裝、運(yùn)行、維護(hù)容易。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202522889SQ20122020154
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者姚志立, 楊子寅, 王振營(yíng), 袁楓, 陳建國(guó) 申請(qǐng)人:中安泰達(dá)建設(shè)發(fā)展(北京)有限公司, 沈陽巍圖農(nóng)業(yè)科技有限公司