一种温度传感器自动识别的振弦采集仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种温度传感器自动识别的振弦采集仪，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。它包括激励电路、信号采集电路、温度采集电路、单片机控制模块，通信模块；上述激励电路、信号采集电路、温度采集电路与振弦传感器连接；上述激励电路、信号采集电路、温度采集电路通过单片机控制模块与通信模块连接。本实用新型解决了振弦采集仪同时采集两种不同类型温度传感器的问题，并且可以自动识别振弦传感器内部的温度传感器类型，根据不同的温度传感器选择对应的采集电路采集温度值，实现振弦传感器自动温度修正。
【专利说明】
一种温度传感器自动识别的振弦采集仪
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种温度传感器自动识别的振弦采集仪，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。
【背景技术】
[0002]振弦式传感器是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号，因此，具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点。振弦传感器已经广泛用于工程、科研的长期监测项目中。振弦采集仪是用于采集振弦传感器的仪器设备，主要由激振电路、信号采集电路、温度采集电路、数据处理等部分组成。通常采集仪通过扫频的激励方法激励振弦传感器，激振后，采集电路采集感应信号，并通过AD转换后，单片机通过计算得出信号的频率。
[0003]振弦传感器长期暴露于空气中或者埋设与混凝土中，因此，温度影响显著，测试过程中，剔除温度影响的应变部分，对温度影响误差进行修正，得到真实的结构受力状态，是一项关键的工作。
[0004]在实际应用中，振弦传感器内部安装有温度传感器，用于监测传感器的工作温度和温度补偿，但是不同的传感器厂家，使用的温度传感器并不相同，这其中主要包括两类温度传感器，一类是数字温度传感器(温度传感器DS18B20)，还有一类是模拟温度传感器，而一般振弦采集仪只支持一类温度传感器的采集，这样会导致振弦采集仪的适用范围减小，不具备很好的兼容性，对于使用不同厂家的振弦传感器，需要采用不同的振弦采集仪对其采集，给现场使用带来不便。
【发明内容】
[0005]针对上述的问题，本实用新型专利目的在于解决振弦采集仪不能兼容不同厂家传感器的问题，具备自动识别温度传感器的功能，对于数字温度传感器和模拟温度传感器均可以采集数据，现场使用十分方便。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种温度传感器自动识别的振弦采集仪，它包括激励电路、信号采集电路、温度采集电路、单片机控制模块，通信模块；
[0008]上述激励电路、信号采集电路、温度采集电路与振弦传感器连接；
[0009]上述激励电路、信号采集电路、温度采集电路通过单片机控制模块与通信模块连接。
[0010]使用振弦采集仪采集振弦传感器时，单片机控制打开高压模块，产生一个30V的高压，然后单片机控制激励电路，发送激励信号。然后切换信号采集电路，通过AD转换将采集的数据输入单片机处理，单片机将采集的数据进行FFT计算，得到频率值。采集频率完成后，然后单片机控制温度采集电路，首先通过电路和单片机判断温度传感器是否是数字温度传感器，如果是数字温度传感器，单片机直接通过特定的时序，读取温度值。如果判断不是数字型温度传感器，单片机打开模拟温度采集电路，读取温度值。读取温度时，不需要设置振弦采集仪的温度传感器类型，振弦采集仪会根据连接的传感器自动判断读取温度值，现场使用方便，具有很好地兼容性。通过振弦采集仪得到频率和温度后，振弦采集仪根据设置的温度修正K值，自动进行温度拟合修正，然后计算得到真实的力值，剔除温度对采集数据的影响。
[0011 ]本实用新型的有益效果:
[0012]本实用新型解决了振弦采集仪同时采集两种不同类型温度传感器的问题，并且可以自动识别振弦传感器内部的温度传感器类型，根据不同的温度传感器选择对应的采集电路采集温度值，实现振弦传感器自动温度修正。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构连接框图；
[0014]图2为本实用新型的温度智能判断采集流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图1对本实用新型进行详细描述:
[0016]—种温度传感器自动识别的振弦采集仪，它包括激励电路2、信号采集电路3、温度采集电路4、单片机控制模块5，通信模块6;
[0017]上述激励电路2、信号采集电路3、温度采集电路4与振弦传感器I连接；
[0018]上述激励电路2、信号采集电路3、温度采集电路4通过单片机控制模块5与通信模块6连接。
[0019]弦采集仪的激励电路由单片机控制，单片机首先打开高压模块，产生33v的电压激励振弦传感器，激励完成后，由信号采集电路采集振弦传感器信号并通过AD转换后，将数据发送至单片机处理。
[0020]振弦采集仪的温度采集电路采集温度值，温度采集电路由单片机控制。
[0021]振弦采集仪采集到频率和温度数据后，振弦采集仪根据温度修正系统Kt，直接对采集频率数据进行修正拟合，剔除温度对振弦传感器的影响。
[0022]振弦采集仪计算完成后，通过通信电路，将数据上传至电脑或者通过无线网络将数据上传至云平台。
[0023]振弦传感器采集电路，包括了高压模块、激励电路，信号采集电路组成，各部分由单片机控制，采集后，由单片机进行数据处理进行FFT计算，计算得出振弦传感器的频率值。
[0024]采集连接电缆，是一种4芯电缆，其中的2芯电缆连接振弦传感器，另外2芯电缆连接温度传感器。
[0025]温度采集电路，包括采集电路和温度传感器选择电路组成，并且由单片机控制，单片机根据读取的数据自动判断是哪种类型的温度传感器，并自动选择对应的电路采集温度值。
[0026]智能温度判断，是由单片机先发送一个标准的时序指令到温度传感器，根据温度传感器返回的指令确定是数字温度传感器还是模拟温度传器。
[0027]振弦采集仪可以根据采集的频率和读取的温度值自动进行温度修正，剔除温度对振弦传感器的影响，得到的采集数据为真实的数据。
【主权项】
1.一种温度传感器自动识别的振弦采集仪，其特征在于:它包括激励电路(2)、信号采集电路(3)、温度采集电路(4)、单片机控制模块(5)，通信模块(6); 上述激励电路(2)、信号采集电路(3)、温度采集电路(4)与振弦传感器(I)连接； 上述激励电路(2)、信号采集电路(3)、温度采集电路(4)通过单片机控制模块(5)与通信模块(6)连接。
【文档编号】G01H1/00GK205482983SQ201521103585
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月28日
【发明人】李松, 王辅宋, 刘付鹏
【申请人】江西飞尚科技有限公司