一种高精度多功能采集卡的制作方法

1.本实用新型涉及数据采集设备技术领域，尤其是一种高精度多功能采集卡。


背景技术：

2.采集卡是指对设备被测的模拟或数字信号，自动采集并送到上位机中进行分析、处理。数据采集卡，即实现数据采集功能的计算机扩展卡，可以通过usb、pxi、pci、pci express、火线（1394）、pcmcia、isa、compact flash、485、232、以太网、各种无线网络等总线接入计算机。目前市面上存在的采集卡存在以下缺点：高压采集，rtd采集，tc采集，电流采集以及电压采集往往不能合并在单一板卡中实现。通道之间的隔离度最大250vdc，并不能满足一些现场高共模电压测量需求，比如说汽车电池测试。通道密度不高，单卡通道密度4通道为主，单机箱通道密度32-64通道，经济性欠佳。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高精度多功能采集卡，包括两个采集单元、fpga、arm；两个所述采集单元分别与所述fpga连接；所述fpga与所述arm连接；
4.所述采集单元包括hv、rtd、tc、ma、复用开关、ad芯片、数字隔离芯片；所述hv的输入端口、rtd的输入端口、tc的输入端口、ma的输入端口分别与所述复用开关的一端连接；所述复用开关的另一端与所述ad芯片的一端连接；所述ad芯片的另一端与所述数字隔离芯片连接；所述数字隔离芯片与所述fpga连接。
5.作为优选的，所述复用开关采用四合一复用开关，用于进行通路信号切换。
6.作为优选的，所述ad芯片采用24bit高精度ad芯片。
7.作为优选的，所述数字隔离芯片采用iso数字隔离芯片。
8.作为优选的，所述fpga采用xc4vfx100-10ffg1152i型号。
9.作为优选的，所述arm采用stm32f030c8t6型号。
10.作为优选的，所述rtd为四线制。
11.本实用新型的有益效果是：
12.（1）本实用新型所述的采集卡单通道采样率最大10khz，可实现信号连续传输和记录。
13.（2）本实用新型所述的采集卡通道隔离指标达到500vdc，具有强大的共模电压抑制能力，具有广泛的测试适应场景。
14.（3）本实用新型所述的采集卡单一通道支持多功能信号采集，包括高压
±
100v，常压
±
10v，电流0-20ma，四线制rtd，tc采集，集合多功能采集为一体。
附图说明
15.图1为一种高精度多功能采集卡的原理图；
16.图2为一种高精度多功能采集卡的板卡端口示意图。
具体实施方式
17.下面结合本实用新型的附图1，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
18.如图1、2所示，一种高精度多功能采集卡，包括两个采集单元、fpga、arm；两个所述采集单元分别与所述fpga连接；所述fpga与所述arm连接；
19.所述采集单元包括hv、rtd、tc、ma、复用开关、ad芯片、数字隔离芯片；所述hv的输入端口、rtd的输入端口、tc的输入端口、ma的输入端口分别与所述复用开关的一端连接；所述复用开关的另一端与所述ad芯片的一端连接；所述ad芯片的另一端与所述数字隔离芯片连接；所述数字隔离芯片与所述fpga连接。
20.作为优选的，所述复用开关采用四合一复用开关，用于进行通路信号切换。
21.作为优选的，所述ad芯片采用24bit高精度ad芯片。
22.作为优选的，所述数字隔离芯片采用iso数字隔离芯片。
23.作为优选的，所述fpga采用xc4vfx100-10ffg1152i型号。
24.作为优选的，所述arm采用stm32f030c8t6型号。
25.作为优选的，所述rtd为四线制。
26.本实用新型所述的采集卡支持8通道同步独立采样，应用到实际场景中时单一机箱支持128通道高密度信号采集。
27.本实用新型所述的采集卡单通道采样率最大10khz，可实现信号连续传输和记录。
28.本实用新型所述的采集卡单一通道支持多功能信号采集，包括高压
±
100v，常压
±
10v，电流0-20ma，四线制rtd，tc采集，集合多功能采集为一体。
29.本实用新型所述的采集卡通道隔离指标达到500vdc，具有强大的共模电压抑制能力，具有广泛的测试适应场景。
30.本实用新型所述的采集卡测试精度fs 0.05%。
31.本实用新型所述的采集卡自带子校准以及温度补偿电路，可实现宽温低漂移指标。
32.本实用新型基于fpga+arm芯片架构，fpga用于8个独立ad通道的寄存器配置，数据传输和控制，arm用于对数据进行处理，存储以及传输。每个通道采用4合一复用开关进行通路信号切换，支持高压输入，rtd输入，tc输入以及ma级别电流输入，采用24bitad芯片进行高精度采集。ad后端通过数字隔离芯片对电源以及spi电路进行隔离，通道之间可实现500vdc隔离。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种高精度多功能采集卡，其特征在于，包括两个采集单元、fpga、arm；两个所述采集单元分别与所述fpga连接；所述fpga与所述arm连接；所述采集单元包括hv、rtd、tc、ma、复用开关、ad芯片、数字隔离芯片；所述hv的输入端口、rtd的输入端口、tc的输入端口、ma的输入端口分别与所述复用开关的一端连接；所述复用开关的另一端与所述ad芯片的一端连接；所述ad芯片的另一端与所述数字隔离芯片连接；所述数字隔离芯片与所述fpga连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度多功能采集卡，其特征在于，所述复用开关采用四合一复用开关，用于进行通路信号切换。3.根据权利要求1所述的一种高精度多功能采集卡，其特征在于，所述ad芯片采用24bit高精度ad芯片。4.根据权利要求3所述的一种高精度多功能采集卡，其特征在于，所述数字隔离芯片采用iso数字隔离芯片。5.根据权利要求1所述的一种高精度多功能采集卡，其特征在于，所述fpga采用xc4vfx100-10ffg1152i型号。6.根据权利要求1所述的一种高精度多功能采集卡，其特征在于，所述arm采用stm32f030c8t6型号。7.根据权利要求1所述的一种高精度多功能采集卡，其特征在于，所述rtd为四线制。

技术总结
本实用新型公开了一种高精度多功能采集卡，涉及数据采集设备技术领域，包括两个采集单元、FPGA、ARM；两个采集单元分别与FPGA连接；FPGA与ARM连接；采集单元包括HV、RTD、TC、mA、复用开关、AD芯片、数字隔离芯片；HV的输入端口、RTD的输入端口、TC的输入端口、mA的输入端口分别与复用开关的一端连接；复用开关的另一端与AD芯片的一端连接；AD芯片的另一端与数字隔离芯片连接；数字隔离芯片与FPGA连接。本实用新型所述的采集卡单一通道支持多功能信号采集，包括高压


技术研发人员：袁华 赖涛 陈强
受保护的技术使用者：仪为科技成都有限公司
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2022/1/14