一种基于申威831的多通道数据采集装置的制作方法
本技术涉及数据采集，特别是涉及一种基于申威831的多通道数据采集装置。
背景技术：
1、随着工业自动化、智能制造和物联网技术的快速发展，对数据采集装置的需求日益增长。数据采集装置是实现信息数字化、网络化和智能化的关键设备，它能够将各种物理量(如温度、压力、流量等)转换为电信号，进而通过模数转换器(adc)转换为数字信号，供微处理器或计算机处理。在众多数据采集应用中，高精度、高稳定性和强抗干扰能力是衡量数据采集装置性能的关键指标。现有的数据采集装置在多通道信号处理方面存在一些局限性。首先，由于工业环境中存在大量的电磁干扰，传统的数据采集装置往往难以提供足够的抗干扰能力，导致采集到的数据存在噪声，影响系统的识别和控制精度。其次，现有装置在信号调理方面，如差分放大、滤波处理等，往往采用简单的电路设计，无法有效提取纯净的有用信号，从而降低系统的整体性能。此外，现有装置在信号采集过程中缺乏有效的电气隔离措施，可能导致信号完整性受损，影响数据的准确性和系统的安全性。因此，亟需一种能够提供高精度、高稳定性和强抗干扰能力的数据采集装置。
2、所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种基于申威831的多通道数据采集装置。
2、其解决的技术方案是：一种基于申威831的多通道数据采集装置，包括传感器模块、信号调理模块、多路模拟开关、a/d转换器和主控模块，所述传感器模块用于采集被测目标的物理量数据，并转换为电信号送入所述信号调理模块中进行信号处理；所述信号调理模块包括差分通道滤波电路、基准源电路和隔离输出电路，所述差分通道滤波电路用于对所述电信号进行差分放大，并再差分放大过程中加入低通滤波单元和陷波单元进行组合滤波，以提取纯净的有用信号；所述基准源电路用于对差分放大过程施加参考电平，确保不同参数的电信号输出保持在预定的精度范围内，以确保系统的识别能力；所述隔离输出电路用于提供电气隔离，在信号采集过程中确保信号输出的完整性；所述多路模拟开关用于对不同信号调理模块的输出信号之间进行切换，以便所述a/d转换器可以依次对不同通道的数据进行模数转换；所述主控模块包括申威831处理器和cpld芯片，所述申威831处理器通过输出控制指令给所述cpld芯片，以控制调节所述多路模拟开关和所述a/d转换器的工作状态。
3、优选的，所述差分通道滤波电路包括运放器u2，运放器u2的反相输入端连接所述基准源电路的输出端，并依次通过所述陷波单元和所述低通滤波单元连接至所述传感器模块的正向信号输出端口，运放器u2的同相输入端通过电阻r6连接所述传感器模块的负向信号输出端口。
4、优选的，所述低通滤波单元包括运放器u1，运放器u1的反相输入端通过电阻r1连接所述传感器模块的正向信号输出端口，并通过并联的电阻r2与电容c1连接运放器u1的输出端，运放器u1的同相输入端接地。
5、优选的，所述陷波单元包括电阻r3、r4、r5与电容c2、c3、c4，电阻r3和电容c2的一端连接运放器u1的输出端，电阻r3的另一端连接电阻r4和电容c3的一端，电容c2的另一端连接电阻r5和电容c4的一端，电阻r4和电容c4的另一端连接运放器u2的反相输入端，电阻r5和电容c3的另一端连接运放器u2的输出端。
6、优选的，所述基准源电路包括运放器u3，运放器u3的同相输入端连接电位器rp1的调节端，运放器u3的输出端通过电阻r7连接mos管q1的栅极，电位器rp1的一端连接稳压二极管dz1的阴极、mos管q1的漏极和电源vcc，电位器rp1的另一端与稳压二极管dz1的阳极接地，运放器u3的反相输入端连接mos管q1的源极和电阻r8、r9的一端，电阻r8的另一端接地，电阻r9的另一端连接运放器u2的反相输入端。
7、优选的，所述隔离输出电路包括运放器u4，运放器u4的同相输入端连接电容c5、电阻r11的一端和二极管d1的阴极，并通过电阻r10连接运放器u2的输出端，电容c5、电阻r11的另一端和二极管d1的阳极并联接地，运放器u4的反相输入端与输出端连接所述多路模拟开关的输入端口。
8、优选的，所述多路模拟开关选用adg706模拟多路复用器。
9、优选的，所述a/d转换器选用ads1262模数转换器。
10、通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
11、1.本实用新型在数据采集过程中通过对信号调理模块的电路设计，实现了高精度、高稳定性且具有强抗干扰能力的多通道数据采集装置。本装置能够有效地提取纯净的有用信号，确保信号在采集过程中的完整性和准确性，同时通过电气隔离保护系统免受外部干扰，显著提升了数据采集的质量和系统的可靠性，满足了工业自动化和精密测量领域对高性能数据采集装置的需求；
12、2.通过申威831处理器和cpld芯片的组合，为多通道数据采集装置提供了强大的数据处理能力和高度的可定制性，使得该装置能够适应各种复杂的工业和科研环境。
技术特征：
1.一种基于申威831的多通道数据采集装置，包括传感器模块、信号调理模块、多路模拟开关、a/d转换器和主控模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述差分通道滤波电路包括运放器u2，运放器u2的反相输入端连接所述基准源电路的输出端，并依次通过所述陷波单元和所述低通滤波单元连接至所述传感器模块的正向信号输出端口，运放器u2的同相输入端通过电阻r6连接所述传感器模块的负向信号输出端口。
3.根据权利要求2所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述低通滤波单元包括运放器u1，运放器u1的反相输入端通过电阻r1连接所述传感器模块的正向信号输出端口，并通过并联的电阻r2与电容c1连接运放器u1的输出端，运放器u1的同相输入端接地。
4.根据权利要求3所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述陷波单元包括电阻r3、r4、r5与电容c2、c3、c4，电阻r3和电容c2的一端连接运放器u1的输出端，电阻r3的另一端连接电阻r4和电容c3的一端，电容c2的另一端连接电阻r5和电容c4的一端，电阻r4和电容c4的另一端连接运放器u2的反相输入端，电阻r5和电容c3的另一端连接运放器u2的输出端。
5.根据权利要求4所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述基准源电路包括运放器u3，运放器u3的同相输入端连接电位器rp1的调节端，运放器u3的输出端通过电阻r7连接mos管q1的栅极，电位器rp1的一端连接稳压二极管dz1的阴极、mos管q1的漏极和电源vcc，电位器rp1的另一端与稳压二极管dz1的阳极接地，运放器u3的反相输入端连接mos管q1的源极和电阻r8、r9的一端，电阻r8的另一端接地，电阻r9的另一端连接运放器u2的反相输入端。
6.根据权利要求5所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述隔离输出电路包括运放器u4，运放器u4的同相输入端连接电容c5、电阻r11的一端和二极管d1的阴极，并通过电阻r10连接运放器u2的输出端，电容c5、电阻r11的另一端和二极管d1的阳极并联接地，运放器u4的反相输入端与输出端连接所述多路模拟开关的输入端口。
7.根据权利要求6所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述多路模拟开关选用adg706模拟多路复用器。
8.根据权利要求7所述一种基于申威831的多通道数据采集装置，其特征在于：所述a/d转换器选用ads1262模数转换器。
技术总结
本技术公开了一种基于申威831的多通道数据采集装置，包括传感器模块、信号调理模块、多路模拟开关、A/D转换器和主控模块，所述传感器模块用于采集被测目标的物理量数据，并转换为电信号送入所述信号调理模块中进行信号处理；所述信号调理模块包括差分通道滤波电路、基准源电路和隔离输出电路，本技术在数据采集过程中通过对信号调理模块的电路设计，实现了高精度、高稳定性且具有强抗干扰能力的多通道数据采集装置，主控模块通过申威831处理器和CPLD芯片的组合，为多通道数据采集装置提供了强大的数据处理能力和高度的可定制性，使得该装置能够适应各种复杂的工业和科研环境。
技术研发人员：何少英,王雪丽
受保护的技术使用者：河南省泛物网络科技有限公司
技术研发日：20240304
技术公布日：2024/9/23