信号采集装置的制作方法

本实用新型的实施例涉及一种信号采集装置。

背景技术：

在工业生产中，为了获得工业现场的各种信号，如温度、湿度、长度、压力、流量、数字量、脉冲量、电压、电流等信号，各种类型和型号的传感装置层出不穷，因此也有各种类型的传感输出信号，比如常见的电压信号、电流信号、电阻信号、电容信号等等。目前大多数信号采集装置都是单通道的，只能采集一种类型的输出信号，功能单一，种类繁杂，无法满足管控过程中大数据量的采集与控制需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种多通道输入的信号采集装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种信号采集装置，其包括电源模块、若干个光电耦合器、开关控制器、多路复用器、电压跟随器、信号放大器和微处理器，其中，若干个光电耦合器相互并联，发光器分别与开关控制器耦合，受光器的其中一端输入采集信号，另一端输出采集信号、并与多路复用器的输入端连接；开关控制器用于控制光电耦合器的发光器的电源通断；多路复用器的输出端与电压跟随器输入端连接，用于转送采集信号；电压跟随器连接在多路复用器和信号放大器之间，用于消除由多路复用器导通电阻引起的增益误差；信号放大器用于放大采集信号，并将放大后的采集信号转送给微处理器，由微处理器进行模数转换和处理。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

信号采集装置还包括RS232通信接口电路，该RS232通信接口电路用于连接微处理器与PC机，该RS232通信接口电路采用MAX232芯片。

信号采集装置还包括SD卡存储器和电压转换电路，SD卡存储器与微处理器连接，用于存储采集信号，电压转换电路连接在电源模块与SD卡存储器之间。

若干个光电耦合器包括第一光耦、第二光耦和第三光耦，其中第一光耦用于输入电压或电阻信号，第二光耦的受光器连接有一电阻，用于输入电流或电阻信号，第三光耦的受光器连接有电荷/电压转换器，用于输入电容信号。

开关控制器由逻辑驱动器件组成，其逻辑状态的输出由微控制器控制。

多路复用器的型号为MUX36S08。

电压跟随器的型号为OP07，其同相端与多路复用器输出端连接，同相端还连接两个滤波电容，输出端反馈回反向端，输出端还连接信号放大器。

信号放大器的型号为AD623。

微处理器的型号为C8051F340。

电源模块为电流源模块。

相比于现有技术，本实用新型的信号采集装置的优势在于：其包括电源模块、若干个光电耦合器、开关控制器，多路复用器、电压跟随器、信号放大器和微处理器。第一，通过开关控制器控制若干个光电耦合器，实现信号输入通道的启闭，实现信号种类的自动设置；第二，采用光电耦合器，起到信号隔离作用，防止信号工业现场产生的信号干扰；第三，采用多路复用器路实现多路输入、一路输出，减少线路布置以及减少成本；第四，采用电压跟随器连接在多路复用器和信号放大器之间，消除由多路复用器导通电阻引起的增益误差；第五，采用信号放大器，实现信号长距离传输，同时保证信号高精准性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是本实用新型较佳实施例的信号采集装置的结构框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

本实施例的信号采集装置包括电源模块1、若干个光电耦合器、开关控制器3、多路复用器4、电压跟随器5、信号放大器6、微处理器7、RS232通信接口电路8、SD卡存储器9和电压转换电路10。

电源模块1为电流源模块。

若干个光电耦合器2在本实施例中采用三个，其分别为第一光耦2a、第二光耦2b和第三光耦2c，该三个光耦相互并联。上述三个光耦的发光器分别与模拟开关连接，三个开关受开关控制器3控制，开关控制器3由逻辑驱动器件组成，其逻辑状态的输出由微控制器7控制。第一光耦2a受光器输入电压或电阻信号；第二光耦2b的受光器连接有电阻R1，输入电流或电阻信号，采用固定阻值的电阻R1是用于将电流信号转换为电压信号；第三光耦2c的受光器连接有电荷/电压转换器U1，输入电容信号，电荷/电压转换器U1采用“小野”牌的型号为CH-6130的电荷/电压转换器，用于将电容信号转换为电压信号。

第一光耦2a的受光器还与多路复用器4连接，向多路复用器4输送电压或电阻信号；第二光耦2b的受光器还与多路复用器4连接，向多路复用器4输送由电流信号转换成的电压信号；第三光耦2c的受光器还与多路复用器4连接，向多路复用器4输送由电容信号转换成的电压信号。多路复用器4的型号为MUX36S08。

电压跟随器5的型号为OP07，其同相端与多路复用器4的输出端连接，同时，同相端还连接两个滤波电容，其输出端反馈回反向端，同时，输出端还连接信号放大器6。电压跟随器5用于消除由多路复用器4导通电阻引起的增益误差。

信号放大器的型号为AD623，其用于对输入信号进行增益放大，实现信号长距离传输，同时保证信号高精准性。信号到达微处理器7后，由微处理器7进行处理分析。

RS232通信接口电路8采用MAX232芯片，用于连接微处理器7与PC机，通过该RS232通信接口电路8可以使微处理器7与PC机共同实现信号采集和数据分析。

SD卡存储器9与微处理器7连接，用于存储采集信号，SD卡存储器9的工作电压与微处理器7的电压不同，因此需要设置电压转换电路10，电压转换电路10连接在电源模块与SD卡存储器之间，将5V电压转换为3.3V电压，用以给SD卡存储器9提供工作电压。通过设置SD卡存储器9，将采集信号存放于SD卡存储器，便于数据收集并利用计算机分析，使得本信号采集装置能长时间独立工作于工业现场。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。