新式压频转换采样装置及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明属精密电压采集技术领域，具体涉及一种新式压频转换采样装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，V/F转换多为独立的单元，输入为电压信号(或电流输入，通过相关电路转换为电压)，输出为脉冲信号。上位机将该脉冲信号采集后再进行相关的处理。为获得高的采样精度，通常采用两段量程工作，即在较小的电压范围内，使用一个刻度系数，超过此量程，将采用另一个刻度系数，因此有必要提出改进。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供一种新式压频转换采样装置及其工作方法。
[0004]本发明提供的新式压频转换采样装置包括串口通信接口、非易失存储器、温度传感器、第一 V/F采样系统、第二 V/F采样系统及第三V/F采样系统，所述第一 V/F采样系统、第二 V/F采样系统及第三V/F采样系统结构相同，均包括依次电连接的放大器、V/F转换单元和微处理器，所述第一 V/F采样系统、第二 V/F采样系统及第三V/F采样系统之间通过数据线连接，所述串口通信接口与所述非易失存储器分别与所述第一 V/F采样系统的微处理器电连接，所述温度传感器与所述第二 V/F采样系统的微处理器电连接。
[0005]优选的，所述放大器为两个，其中一个的放大倍数为1，其中另一个的放大倍数为-1。
[0006]优选的，所述V/F转换单元为两个，所述两个V/F转换单元分别与所述两个放大器电连接。
[0007]优选的，所述微处理器用于控制数据采集，并对采集的数据进行误差补偿。
[0008]本发明还提供一种新型压频转换采样装置的工作方法，包括:
[0009]步骤1，提供第一 V/F采样系统，当开始采样时，采样信号的下降沿脉冲进入所述第一 V/F采样系统，所述第一 V/F采样系统的微处理器进入采样中断采样处理过程；步骤2，提供第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统，向所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统发出采样信号，接收到信号后，所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统的放大器对采样信号的脉冲数据进行采集，并通过所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统的微处理器进行计算；步骤3，完成后，所述第一 V/F采样系统的微处理器分别通过数据线读取所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统的数据；步骤4，提供串口通信接口，所述第一 VF采样系统的微处理器通过所述串口通信接口向上位机发出数据。
[0010]优选的，在步骤(2)中，所述放大器为两个，其中一个的放大倍数为1，其中另一个的放大倍数为-1 ;所述V/F转换单元为两个，所述两个V/F转换单元分别与所述两个放大器电连接。
[0011]优选的，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述第二 V/F采样系统的微处理器电连接。
[0012]优选的，所述温度传感器的测温工作方法，包括:步骤1，初始化操作；步骤2，发出测温指令；步骤3，初始化操作；步骤4，发出读温度值指令；步骤5，读出温度值。
[0013]优选的，所述新型压频转换采样装置温度传感器的测温工作方法将上述5个步骤穿插在第二 V/F采样系统采样和数据传送以外的空闲时间段进行。
[0014]相较于现有技术，本发明采用两套相同的V/F转换单元，实现从-5V至+5V的电压测量范围，利用微处理器进行的三通道采样、计算，并通过串口通信接口发送到上位机，而且将测温过程分为五步骤进行，在每个采样V/F信号后的空闲时间段执行相应的步骤，本发明不仅能够满足测量范围的要求，简化上位机的任务功能，并且同时能够保持转换后的线性度尽可能地相同。
【附图说明】
[0015]图1为本发明结构原理框图；
[0016]图2为本发明数据传送工作步骤图；
[0017]图3为电压转换电路图；
[0018]图4为测温工作步骤图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图1描述本发明的一种实施例。
[0020]本发明公开一种新式压频转换采样装置，请参阅图1，所述一种新式压频转换采样装置包括串口通信接口 4、非易失存储器5、温度传感器6、第一 V/F采样系统1、第二 V/F采样系统2及第三V/F采样系统3，所述第一 V/F采样系统1、第二 V/F采样系统2及第三V/F采样系统3结构相同，均包括依次电连接的放大器、V/F转换单元和微处理器，所述第一 V/F采样系统1、第二 V/F采样系统2及第三V/F采样系统3之间通过数据线连接，所述串口通信接口 4与所述非易失存储器5分别与所述第一 V/F采样系统1的微处理器电连接，所述温度传感器5与所述第二 V/F采样系统2的微处理器电连接。
[0021]在本实施例中，所述放大器为两个，其中一个的放大倍数为1，其中另一个的放大倍数为-1 ;所述V/F转换单元为两个，所述两个V/F转换单元分别与所述两个放大器电连接。
[0022]所述微处理器用于控制数据采集，并对采集的数据进行误差补偿。
[0023]本发明还提供一种新型压频转换采样装置的工作方法，请参阅图2，数据传送工作步骤包括采样信号的开始采样、传送第二路的数据、传送第三路的数据、传送温度值数据及串口开始发出数据并对上述步骤进行依次循环。
[0024]具体的，所述新型压频转换采样装置的工作方法包括:
[0025]步骤1，提供第一 V/F采样系统，当开始采样时，采样信号的下降沿脉冲进入所述第一 V/F采样系统，所述第一 V/F采样系统的微处理器进入采样中断采样处理过程；
[0026]步骤2，提供第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统，向所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统发出采样信号，接收到信号后，所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统的放大器对采样信号的脉冲数据进行采集，并通过所述第二 V/F采样系统和第三V/F采样系统的微处理器进行计算；
[0027]步骤3，完成后，所述第一 V/F采样系统的微处理器分别通过数据线读取所述第二V/F采样系统和第三V/F采样系统的数据；
[0028]步骤4，提供串口通信接口，所述第一 V/F采样系统的微处理器通过所述串口通信接口向上位机发出数据。
[0029]单个V/F转换单元不足以满足将-5V至+5V的电压转换成很高分辨率的数字信号的需求，需要使用两个V/F转换单元才能满足要求。
[0030]为确保转换后的线性度尽可能地相同，在本实施例中，步骤2所述的放大器为两个，其中一个的放大倍数为1，其中另一个的放大倍数为-1 ;所述V/F转换单元为两个，所述两个V/F转换单元分别与所述两个放大器电连接。
[0031]具体的，采用两套相同的V/F转换单元，请参阅图3，选取R1 = R2 = R3，R3 =R4 II