一种多路混合信号静态采集装置的制作方法

本实用新型属于传感器信号采集技术领域，具体是一种多路混合信号静态采集装置。

背景技术：

随着社会进步，人们生活水平得到显著提高，人们在关注经济发展的同时，更加注重经济的可持续发展，环保问题越来越受重视。同时社会经济越发达，大型建筑工程越来越多，比如隧道、桥梁、路基、大型公共场所等，建筑工程越大，对于安全性的要求越高。同时越来越恶劣的环境也可能会对大型建筑工程结构造成影响，甚至会影响到大型工程的安全性。为了监测这些建筑工程的安全性，需要采集这些工程建筑的监测数据，而且这些数据需要长期监测。由于大型工程建筑所需要监测的物理量较大，所使用的传感器种类，型号不尽相同。各种传感器输出信号各不相同，比如常输出信号有电压、电流、电阻、频率、振弦等，同时不同的传感器还需要不同的激励条件。目前对于这些采集信号的处理需要使用不同的信号采集器，目前市面上也有部分多路信号采集器，但目前的这些多路信号采集器，一方面采集通路有限，同一台采集器也只能针对少数的几种信号进行采集。在一个采集中心往往需要配备多台数据采集器，增加了设备同入成本的同时，多台设备也降低了系统的可靠性。

技术实现要素：

本实用新型针对上述不足，提供了一种多路混合信号静态采集装置。本实用新型的多路混合信号静态采集装置，可以使用一台设备采集多种不同的传感器输出信号。

本实用新型是这样实现的，一种多路混合信号静态采集装置，包含多件传感器和多件A/D转换单元，多件传感为传感器JA3-1、传感器JA3-2、……、传感器JA3-N，其中N为自然数；

所述传感器JA3-1信号输出端与输入继电器KC1触点连接，输入继电器KC1 触点另一端与输出端OUT连接；所述传感器JA3-2信号输出端与输入继电器 KC2触点连接，输入继电器KC2触点另一端与输出端OUT连接；……；所述传感器JA3-N信号输出端与输入继电器KC1触点连接，输入继电器KC1触点另一端与输出端OUT连接；

所述输入继电器KC1控制端C1与驱动芯片U8输出端D1连接；输入继电器KC2控制端C2与驱动芯片U8输出端D2连接，……，输入继电器KCN控制端CN与驱动芯片U8输出端DN连接；

所述驱动单元U8输入端B1与反向器U10输出端B1连接，输入端B2与反向器U10输出端B2连接，……，输入端BN与反向器U10输出端BN连接；

所述反向器U10输入端与译码器U11输出端连接，所述译码器U11输入端与MCU单元连接；

所述输出端OUT与测量继电器K1触点连接，测量继电器K1触点另一端 A/D转换单元T1输入端连接，A/D转换单元T1输出端与MCU单元连接；输出端OUT与测量继电器K2触点连接，测量继电器K2触点另一端A/D转换单元T2输入端连接，A/D转换单元T2输出端与MCU单元连接；……；输出端 OUT与测量继电器KM触点连接，测量继电器KM触点另一端A/D转换单元TM输入端连接，A/D转换单元TM输出端与MCU单元连接；其中M为自然数；

所述测量继电器K1控制端与驱动芯片U9输出端C1连接；测量继电器K2 控制端与驱动芯片U9输出端C2连接；……；测量继电器KM控制端与驱动芯片U9输出端CM连接；

所述驱动芯片输入端与译码器U12输出端连接，所述译码器U12输入端与 MCU单元连接；

所述MCU单元还与RS485转换单元连接。

进一步地，所述A/D转换单元T1、A/D转换单元T2、……、A/D转换单元 TM为不相同类型电信号的转换单元。

进一步地，所述输入继电器KC1、输入继电器KC2、......、输入继电器KCN 为双稳态继电器。

进一步地，所述译码器U11由多片译码芯片组成，译码芯器U12由多片译码芯片组成。

进一步地，所述驱动芯片U8为ULN2803，驱动芯片U9为ULN2803，反向器U10为74HC254，所述译码器U11为74HC138，译码器U12为74HC154。

进一步地，所述测量继电器K1，测量继电器K1，……，测量继电器KM 两组输出触点并联使用；所述输入继电器KC1，输入继电器KC1，……，输入继电器KCN两组输出触点并联使用。

本实用新型的多路混合信号静态采集装置，通过双稳态输入继电器切换不同的传感器输入，使传感器输入汇集到一路，再通过不同双稳态测量继电器切换不同的A/D转换单元，使得具有相同输出信号的传感器可以共用一个A/D转换单元，各A/D转换单元所转换出的信号再传到MCU单元中得到处理。再通过RS485转换单元，可以实现远距离传输。同时根据不同的传感器数量配置不同数量的译码芯片实现数量扩展，使得一台采集器就可以实现多传感器信号采集。

附图说明

图1本实用新型系统示意图。

图2为A/D转换部分切换控制原理图。

图3为测量继电器连接原理图。

图4为传感器输入控制原理图。

图5为传感继电器驱动原理图。

图6为输入继电路连接原理图。

具体实施方式

结合图1到图6，一种多路混合信号静态采集装置，包含多件传感器和多件 A/D转换单元，多件传感为传感器JA3-1、传感器JA3-2、……、传感器JA3-N，其中N为自然数；

所述传感器JA3-1信号输出端与输入继电器KC1触点连接，输入继电器KC1 触点另一端与输出端OUT连接；所述传感器JA3-2信号输出端与输入继电器 KC2触点连接，输入继电器KC2触点另一端与输出端OUT连接；……；所述传感器JA3-N信号输出端与输入继电器KC1触点连接，输入继电器KC1触点另一端与输出端OUT连接；

根据传感器数量的不同，可以设置与传感器数量相同的输入继电器用以切换，相对应地，驱动芯片U8设置多片并联，通过驱动芯片U8，使输入继电器控制线圈得到足够的驱动电压和驱动电流。

所述输入继电器KC1控制端C1与驱动芯片U8输出端D1连接；输入继电器KC2控制端C2与驱动芯片U8输出端D2连接，……，输入继电器KCN控制端CN与驱动芯片U8输出端DN连接；

所述驱动单元U8输入端B1与反向器U10输出端B1连接，输入端B2与反向器U10输出端B2连接，……，输入端BN与反向器U10输出端BN连接；

所设置的反向器U10，可以对驱动芯片U8的驱动作一个缓冲，当译码器 U11带载能力不够时，加入反向器，可以使译码器有足够的电流和电压让驱动芯片工作。

所述反向器U10输入端与译码器U11输出端连接，所述译码器U11输入端与MCU单元连接；

译码器U11可以根据传感器数量进行设置，当一片译码器U11输出点不够时，可以通过多片译码器U11并联使用，再使用芯片选通端用以保证只有一片译码器U11处于工作状态。

所述输出端OUT与测量继电器K1触点连接，测量继电器K1触点另一端 A/D转换单元T1输入端连接，A/D转换单元T1输出端与MCU单元连接；输出端OUT与测量继电器K2触点连接，测量继电器K2触点另一端A/D转换单元T2输入端连接，A/D转换单元T2输出端与MCU单元连接；……；输出端 OUT与测量继电器KM触点连接，测量继电器KM触点另一端A/D转换单元 TM输入端连接，A/D转换单元TM输出端与MCU单元连接；其中M为自然数；

所述测量继电器K1控制端与驱动芯片U9输出端C1连接；测量继电器K2 控制端与驱动芯片U9输出端C2连接；……；测量继电器KM控制端与驱动芯片U9输出端CM连接；

根据A/D转换单元的数量不同，设置不同数量的测量继电器，使每一个A/D 转换单元由一个测量继电器控制。通过驱动芯片U9，可以使测量继电器得到足够的驱动电压和驱动电流。

所述驱动芯片输入端与译码器U12输出端连接，所述译码器U12输入端与 MCU单元连接；

当译码器U12输出点不够时，可以使用多片译码器U12同时使用，通过译码器芯片选通端控制只有一片译码器处于工作状态。

所述MCU单元还与RS485转换单元连接。

进一步地，所述A/D转换单元T1、A/D转换单元T2、……、A/D转换单元 TM为不相同类型电信号的转换单元。各个A/D转换单元，分别可以是针对电流，电压，或频率进行A/D转换，同时对于不同的电压或电流范围，也需要不同的A/D转换单元与之对应。

进一步地，所述输入继电器KC1、输入继电器KC2、......、输入继电器KCN 为双稳态继电器。

进一步地，所述译码器U11由多片译码芯片组成，译码芯器U12由多片译码芯片组成。

进一步地，所述驱动芯片U8为ULN2803，驱动芯片U9为ULN2803，反向器U10为74HC254，所述译码器U11为74HC138，译码器U12为74HC154。

进一步地，所述测量继电器K1，测量继电器K1，……，测量继电器KM 两组输出触点并联使用；所述输入继电器KC1，输入继电器KC1，……，输入继电器KCN两组输出触点并联使用。

继电器输出触点采用两个组输出触点并联使用，可以大大提高继电器的输出可靠性，当一组触点发生故障，工作不可靠时，另一组触点可以保证总体工作可靠性不出问题。

本实用新型的多路混合信号静态采集装置，通过双稳态输入继电器切换不同的传感器输入，使传感器输入汇集到一路，再通过不同双稳态测量继电器切换不同的A/D转换单元，使得具有相同输出信号的传感器可以共用一个A/D转换单元，各A/D转换单元所转换出的信号再传到MCU单元中得到处理。再通过RS485转换单元，可以实现远距离传输。同时根据不同的传感器数量配置不同数量的译码芯片实现数量扩展，使得一台采集器就可以实现多传感器信号采集。