多通道多参数传感器检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及传感器检测技术领域，具体涉及一种多通道多参数传感器检测系统及其检测方法。

背景技术：

传感器能将被测量的物理信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器以其微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等优势，被广泛应用于各个领域，而传感器的灵敏度和准确度直接关系到使用其的设备或系统的性能。

为保证传感器特别是压力传感器的输出信号的准确度，一般使用检测装置对其输出的电压信号、电流信号以及输出的其他数字信号的准确度进行检测。目前通常使用高精度万用表对传感器逐只进行输出的电压信号、电流信号的检测，再使用检测软件逐只与传感器进行通信，通过读取传感器输出的数字信号对其性能进行检测。上述方式无专用的检测装置，需使用多种检测手段对各项参数逐一进行检测，检测周期长效率低，检测方法复杂且检测结果一致性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多通道多参数传感器检测系统及其检测方法，解决现有检测装置存在的检测周期长效率低、检测方法复杂、检测结果一致性差的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种多通道多参数传感器检测系统，包括硬件设备和依赖于硬件设备的多参数检测软件，其特征在于：所述硬件设备包括检测装置和安装有多参数检测软件的上位机，所述检测装置包括mcu模块、信号调理电路、信道切换电路、电压检测电路、电流检测电路、传感器接口电路、电源模块、通信接口和传感器通道检测电路。

所述mcu模块包含cpu和存储器，与信号调理电路双向信号连接；所述信号调理电路与信道切换电路双向信号连接，信道切换电路与传感器接口电路连接，传感器接口电路与多个待测传感器连接；所述通信接口与mcu模块双向信号连接，通信接口与上位机有线通讯，将mcu模块的数据传送至上位机内进行显示和保存，上位机将数据通过通信接口传送至mcu模块；所述电压检测电路与传感器接口电路连接，同时将电压检测数据传送至mcu模块；所述电流检测电路与传感器接口电路连接，同时将电流检测数据传送至mcu模块；所述传感器通道检测电路与传感器接口电路连接，同时将检测到的连接有待测传感器的通道的信息数据传送至mcu模块；所述电源模块与mcu模块、传感器接口电路和通信接口连接，为mcu模块、通信接口提供电压，同时通过传感器接口电路为待测传感器提供电压；

所述多参数检测软件，包含串口模块、指令发送模块、数据读写模块、数据解析模块、数据保存模块和数据显示模块；所述串口模块用于配置串口参数，使多参数检测软件与检测装置中的mcu模块正确通信；所述指令发送模块将多参数检测软件生成的检测指令、检测元件控制指令传送至mcu模块；所述数据读写模块将多参数检测软件待写入数据打包发送给mcu模块，同时将mcu模块的检测数据正确接收；所述数据解析模块将接收并读取的检测数据按不同通道、不同参数进行分类解析，以备显示和保存；所述数据保存模块将经过解析的数据按照既定格式保存至上位机的硬盘内；所述数据显示模块将经过解析的数据显示在多参数检测软件界面上。

更进一步的技术方案是所述上位机为带有显示器的pc电脑。

更进一步的技术方案是所述传感器通道检测电路由限流电阻r、输入缓冲器、钳位电路构成，所述输入缓冲器的两个输入端均连接有一个限流电阻r，输出端与mcu模块连接；

所述限流电阻r的另一端分别与传感器接口电路上的传感器接口两端相连；所述钳位电路上端与其中一个限流电阻r连接，下端接地，电源模块为钳位电路上端供电。

更进一步的技术方案是所述电源模块上设置有电源通断按钮和电源指示灯。

更进一步的技术方案是所述信号调理电路使用的通信协议为rs485、can总线、rs232中的一种。

一种多通道多参数传感器检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)检测准备工作：将待测传感器插接至传感器接口电路上的传感器接口内，通过通信线将上位机与通信接口连接；给检测装置上电，向电源模块稳定供电，多参数检测软件驱动检测装置自检，并将自检结果在限期内通过通信接口发送至上位机，如果超期未发送自检结果或自检结果错误则自检失败；

2)传感器通道检测：多参数检测软件启动检测指令，指令发送模块发送指令，mcu模块控制传感器通道检测电路对已接有待测传感器的传感器接口电路进行检测，将接有待测传感器的通道信息反馈至mcu模块；

3)传感器检测：mcu模块选择接有传感器的其中一个通道开始检测，电压检测电路获取电压检测数据并反馈至mcu模块，电流检测电路获取电流检测数据并反馈至mcu模块，信号调理电路获取传感器输出的数字信号并反馈至mcu模块，检测完成后mcu模块将上述数据打包并通过通信接口将数据上传至多参数检测软件，多参数检测软件的数据读写模块读取数据；信道切换电路切换至未检测的传感器通道，依上述步骤进行检测，直至所有传感器检测完毕；

4)数据处理：数据解析模块将接收并读取的检测数据按通道编号、按参数类型进行分类，并与预设的标准数据进行比较识别出异常数据，数据保存模块将经过解析的数据按照既定格式保存至上位机的硬盘内，数据显示模块将经过解析的数据显示在多参数检测软件界面上，并对异常数据进行高亮显示。

更进一步的技术方案是所述步骤1)中启动多参数检测软件后，需根据实际通信速率需求，通过串口模块配置串口参数，使上位机与检测装置正常通信。

更进一步的技术方案是所述步骤4)中数据处理模块将接收到的通道编码归于第一位数据，参数类型归于第二位数据，通过这样的方式将数据进行分类。

工作原理：用通信线将电脑与检测装置连接，将待测的传感器插接至传感器接口电路上的传感器接口上，给检测装置上电，通过电源指示灯状态和电源通断按钮判断检测装置是否得电。

得电后，启动多参数检测软件，通过串口模块配置串口参数，使软件与检测装置顺畅通信，同时对检测装置进行自检，确保检测装置与检测软件都处于正常运行状态。

多参数检测软件向mcu模块发送指令，传感器通道检测电路对传感器接口电路进行检测，将接有传感器的通道信息反馈至mcu模块。

mcu模块选择接有传感器的其中一个通道进行检测，电压检测电路将测得的电压数据传送至mcu模块，电流检测电路将测得的电流数据传送至mcu模块，信号调理电路读取待测传感器输出的数字信号传送至mcu模块；mcu模块将上述检测数据打包通过通信接口的通信线传送给电脑，多参数检测软件读取相应数据。当检测完一个传感器后，信道切换电路自动切换对其他待测的传感器进行检测，直至所有待测传感器全部检测完毕，数据全部传输至电脑端。

多参数检测软件将读取的数据按通道编号、按参数类型进行分类解析，经过解析的数据按照既定格式保存至上位机的硬盘内，同步地将经过解析的数据显示在多参数检测软件界面上，便于测试人员读取和判断。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种结构简单、操作方便的多通道多参数传感器检测系统及其检测方法，其检测装置上的传感器接口电路可与多个传感器连接，信道切换电路可在一个传感器检测完后自动切换到未检测的传感器通道上，可一次性对多个传感器进行检测；同时检测装置可以一次进行传感器的输出电压信号、电流信号以及输出的数字信号的读取，多参数检测软件可以对上述的检测数据进行读取、解析、保存和显示，可一次性对传感器的多个参数进行全面检测。操作简单，将检测装置通过通信线与装有软件的上位机连接，给检测装置上电，启动多参数检测软件，检测系统自动进行检测，检测周期短，相对于传统检测方法，效率提高数倍，且检测数据一致性好。

附图说明

图1为本发明中多通道多参数传感器检测系统中检测装置的结构示意图。

图2为本发明中多通道多参数传感器检测系统中多参数检测软件的示意图。

图3为本发明中传感器通道检测电路的电路图。

图4为本发明中多通道多参数传感器检测系统的检测方法的流程图。

图中：1-mcu模块，2-信号调理电路，3-信道切换电路，4-电压检测电路，5-电流检测电路，6-传感器接口电路，7-电源模块，8-通信接口，9-传感器通道检测电路，10-串口模块，11-指令发送模块，12-数据读写模块，13-数据解析模块，14-数据保存模块，15-数据显示模块，91-输入缓冲器，92-钳位电路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

图1、图2示出了：一种多通道多参数传感器检测系统，包括硬件设备和依赖于硬件设备的多参数检测软件，其特征在于：所述硬件设备包括安装有多参数检测软件的上位机和检测装置，所述检测装置包括mcu模块1、信号调理电路2、信道切换电路3、电压检测电路4、电流检测电路5、传感器接口电路6、电源模块7、通信接口8和传感器通道检测电路9。

所述mcu模块1包含cpu和存储器，与信号调理电路2双向信号连接；所述信号调理电路2与信道切换电路3双向信号连接，信道切换电路3与传感器接口电路6连接，传感器接口电路6上设置有多个传感器接口，传感器接口与待测传感器连接；所述通信接口8与mcu模块1双向信号连接，通信接口8与上位机有线通讯，将mcu模块1的数据传送至上位机内进行显示和保存，上位机将数据通过通信接口8传送至mcu模块1。

所述电压检测电路4与传感器接口电路6连接，同时将电压检测数据传送至mcu模块1；所述电流检测电路5与传感器接口电路6连接，同时将电流检测数据传送至mcu模块1；所述传感器通道检测电路9与传感器接口电路6连接，同时将检测到的连接有待测传感器的通道的信息数据传送至mcu模块1。

所述电源模块7与mcu模块1、传感器接口电路6和通信接口8连接，为mcu模块1提供3.3v电压，为与传感器接口电路6连接的待测传感器提供13v电压，为通信接口8提供5v电压。

所述多参数检测软件，包含串口模块10、指令发送模块11、数据读写模块12、数据解析模块13、数据保存模块14和数据显示模块15。

串口模块10用于配置串口参数，使多参数检测软件与检测装置中的mcu模块1正确通信；所述指令发送模块11将多参数检测软件生成的检测指令、检测元件控制指令传送至mcu模块1；所述数据读写模块12将多参数检测软件待写入数据打包发送给mcu模块1，同时将mcu模块1的检测数据正确接收；所述数据解析模块13将接收并读取的检测数据按通道编号、按参数类型进行分类解析，以备显示和保存；所述数据保存模块14将经过解析的数据按照既定格式保存至上位机的硬盘内；所述数据显示模块15将经过解析的数据显示在多参数检测软件界面上。

如图4所示，使用时，用通信线将上位机与检测装置连接，将待测的传感器插接至传感器接口电路6上的传感器接口上，给检测装置上电。得电后，启动多参数检测软件，通过串口模块10配置串口参数，使软件与检测装置顺畅通信，同时对检测装置进行自检，确保检测装置与检测软件都处于正常运行状态。

多参数检测软件向mcu模块1发送指令，传感器通道检测电路9对传感器接口电路6进行检测，将接有传感器的通道信息反馈至mcu模块1。

mcu模块1选择接有传感器的其中一个通道进行检测，电压检测电路4将测得的电压数据传送至mcu模块1，电流检测电路5将测得的电流数据传送至mcu模块1，信号调理电路2读取待测传感器输出的数字信号并传送至mcu模块1；mcu模块1将上述检测数据打包通过通信接口8的通信线传送给上位机，多参数检测软件中的数据读写模块12读取相应数据。当检测完一个传感器后，信道切换电路3自动切换对其他待测的传感器进行检测，直至所有待测传感器全部检测完毕，数据全部传输至上位机。

多参数检测软件中的数据解析模块13将读取的数据按通道编号、参数类型进行分类解析，并与预设的标准数据进行比较识别出异常数据，数据保存模块14将经过解析的数据按照既定格式保存至上位机的硬盘内，同步地数据显示模块15将经过解析的数据显示在多参数检测软件界面上，并对异常数据进行高亮显示，便于测试人员读取和判断。

上述检测系统其检测装置上的传感器接口电路6可与多个传感器连接，信道切换电路3可在一个传感器检测完后自动切换到未检测的传感器通道上，可一次性对多个传感器进行检测；同时检测装置可以一次进行输出电压、输出电流以及传感器内部参数的读取，多参数检测软件可以对上述的检测数据进行读取、解析、保存和显示，可一次性对传感器的多个参数进行全面检测。操作简单，将检测装置通过通信线与装有软件的上位机连接，给检测装置上电，启动多参数检测软件，检测系统自动进行检测，检测周期短，相对于传统检测方法，效率提高数倍，且检测数据一致性好。

实施例2

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述上位机为带有显示器的pc电脑，通信接口8可选用usb通信接口，通过usb线实现电脑与检测装置的通信，操作简单方便。

实施例3

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述传感器通道检测电路9由两个限流电阻r、输入缓冲器91、钳位电路92构成，所述输入缓冲器91的两个输入端均连接有一个限流电阻r，输出端与mcu模块1连接；所述限流电阻r的另一端分别与传感器接口电路6上的传感器接口两端相连；所述钳位电路92上端与其中一个限流电阻r连接，下端接地，电源模块7为钳位电路92上端供电。

如图3所示，传感器接口电路6上的传感器接口上分别连接有传感器通道检测电路9，当传感器接口上连接有传感器时，缓冲器91将相应电压检测值传送至mcu模块1，mcu模块1记录连接通道信息；当传感器接口上未连接有传感器时，缓冲器91将相应电压检测值传送至mcu模块1，mcu模块1记录未连接通道信息，有效对传感器通道进行检测和记录，便于后续的测试。当传感器接口出现短接时，限流电阻r可有效保护电路；钳位电路92保证电路输入端电压不高于设定值，避免电压过高损坏元器件。

实施例4

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述电源模块7上设置有电源通断按钮和电源指示灯。给检测装置上电时，通过电源指示灯状态和电源通断按钮判断检测装置是否得电。

实施例5

为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述信号调理电路2使用的通信协议为rs485、can总线、rs232中的一种。

实施例6

如图3所示，一种多通道多参数传感器检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)检测准备工作：将待测传感器插接至传感器接口电路6上的传感器接口内，通过通信线将上位机与通信接口8连接；给检测装置上电，向电源模块7稳定供电，多参数检测软件驱动检测装置自检，并将自检结果在限期内通过通信接口8发送至上位机，如果超期未发送自检结果或自检结果错误则自检失败；

2)传感器通道检测：多参数检测软件启动检测指令，指令发送模块11发送指令，mcu模块1控制传感器通道检测电路9对已接有待测传感器的传感器接口电路6进行检测，将接有待测传感器的通道信息反馈至mcu模块1；

3)传感器检测：mcu模块1选择接有传感器的其中一个通道开始检测，电压检测电路4获取电压检测数据并反馈至mcu模块1，电流检测电路5获取电流检测数据并反馈至mcu模块1，信号调理电路2获取传感器输出的数字信号并反馈至mcu模块1，检测完成后mcu模块1将上述数据打包并通过通信接口8将数据上传至多参数检测软件，多参数检测软件的数据读写模块12读取数据；信道切换电路3切换至未检测的传感器通道，依上述步骤进行检测，直至所有传感器检测完毕；

4)数据处理：数据解析模块13将接收并读取的检测数据按通道编号、参数类型进行分类，并与预设的标准数据进行比较识别出异常数据，数据保存模块14将经过解析的数据按照既定格式保存至上位机的硬盘内，数据显示模块15将经过解析的数据显示在多参数检测软件界面上，并对异常数据进行高亮显示。

上述检测系统其检测装置上的传感器接口电路6可与多个传感器连接，信道切换电路3可在一个传感器检测完后自动切换到未检测的传感器通道上，可一次性对多个传感器进行检测；同时检测装置可以一次进行输出电压、输出电流以及传感器内部参数的读取，多参数检测软件可以对上述的检测数据进行读取、解析、保存和显示，可一次性对传感器的多个参数进行全面检测。操作简单，将检测装置通过通信线与装有软件的上位机连接，给检测装置上电，启动多参数检测软件，检测系统自动进行检测，检测周期短，相对于传统检测方法，效率提高数倍，且检测数据一致性好。

实施例7

为进一步优化实施例6中的技术方案，本实施例中所述步骤1)中启动多参数检测软件后，需根据实际通信速率需求，通过串口模块10配置串口参数，使上位机与检测装置正常通信。

实施例8

为进一步优化实施例6中的技术方案，本实施例中所述步骤4)中数据解析模块13将接收到的通道编码归于第一位数据，参数类型归于第二位数据，通过这样的方式将数据进行分类。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件或布局进行多种变形和改进。除了对组成部件或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。