一种多传感器分组供电装置及系统的制作方法

本发明实施例涉及传感器技术领域，更具体地，涉及一种多传感器分组供电装置及系统。

背景技术：

在导弹发射车的运输跑车试验中，需使用各种不同种类的传感器测量试验件进行包括位移、应变、载荷、转角和加速度等不同力学参数的测量。即使同一种力学参数，也可能由于测量点位置的不同，需要使用不同的传感器进行测量。然而，航天静力试验中使用的传感器没有标准的国际规范，不同厂家制造的传感器的接插件、引脚定义、激励电压和输出的范围均不相同。同时，导弹发射车的运输跑车试验的测试一般在驾驶室内，测试空间相对狭小，但测试的力学参数和测试通道相对较多，传感器型号和传感器匹配的采集供电设备也不尽相同。由于受到测试空间的限制，传感器的测试电缆、采集供电设备的数量和体积均收到限制。

目前，针对上述导弹发射车的运输跑车试验中，需要使用不同种类和标准的传感器，需要将每个传感器分别连接各自的供电设备，采用不同的传输电缆，以使得各个设备互相不干扰，保证不同传感器的供电电压及输出的稳定性，但存在资源浪费，且供电装置的体积较大，给试验的准备和实施带来很大的工作量，影响工作进度。

技术实现要素：

为了解决上述问题，一方面，本发明实施例提供了一种多传感器分组供电装置，该装置包括：前面板、变压器、转换电路板和后面板，前面板、后面板和变压器分别和转换电路板相连，前面板和变压器相连；前面板上设有多个第一插接件，后面板上设有多个第二接插件，转接箱内设有多个通道，第一接插件、第二接插件的数量和通道的数量相同，多个第一接插件之一、多个通道之一和多个第二接插件之一分别互相对应；前面板上设有交流电源接口，交流电源接口用于与交流电连接；变压器用于将交流电转换为多种直流电。

优选地，每个通道包括三针的第一印制板电连接器、第二印制板电连接器、第三印制板电连接器和第四印制板电连接器，两针的第五印制板电连接器、第六印制板电连接器、第七印制板电连接器、第八印制板电连接器、第九印制板电连接器、第十印制板电连接器，四针的第十一印制板电连接器和转换电阻；第一印制板电连接器分别和第二印制板电连接器、第六印制板电连接器、第七印制板电连接器和第十一印制板电连接器相连，第二印制板电连接器和第八印制板电连接器相连，第八印制板电连接器和第九印制板电连接器相连，第九印制板电连接器和第十印制板电连接器相连，第三印制板电连接器分别和第九印制板电连接器和第七印制板电连接器相连，第四印制板电连接器分别和第三印制板电连接器和第十印制板电连接器相连；第五印制板电连接器通过转换电阻和第一印制板电连接器相连，第五印制板电连接器和第二接插件相连，第十一印制板电连接器和第二接插件相连。

优选地，第一印制板电连接器、第二印制板电连接器、第三印制板电连接器和第四印制板电连接器分别和变压器相连。

优选地，第一印制板电连接器和第三印制板电连接器分别接地，第九印制板电连接器和第三印制板电连接器的接地端相连

优选地，第一接插件的型号为xs12，第二接插件的型号为rj45。

优选地，交流电源接口内设有保险丝，保险丝用于限制交流电源接口接入的交流电大小。

另一方面，本发明提供了一种多传感器分组供电系统，该系统包括上述多传感器分组供电装置、传感器和采集设备，传感器与前面板相连，采集设备与后面板相连；转换电路板用于为传感器提供多种激励电压，以及将传感器的输出信号传送至采集设备。

优选地，第十一印制板电连接器通过其第二引脚和第三引脚与传感器相连。

优选地，传感器通过电缆与前面板相连，采集设备通过网线与后面板相连。

本发明实施例提供一种多传感器分组供电装置及系统，通过将多个传感器接入多传感器分组供电装置，由该装置为不同的传感器提供不同的激励电压，将所有传感器的接插件及引脚定义归一化为一种接插件，并使所有使用该装置的传感器共用同一种测试电缆，减少测试电缆的种类，同时可以将电压或电流输出转换为采集设备可以采集的电压信号，使用一种设备即可测量所有的传感器信号，降低传感器供电和采集设备的数量，缩小所有测试配件的体积，提高了测试的效率，并降低了电缆和设备的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种多传感器分组供电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种多传感器分组供电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种多传感器分组供电装置的转换电路板的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

目前，针对导弹发射车的运输跑车试验中，需要使用不同种类和标准的传感器，需要将每个传感器分别连接各自的供电设备，采用不同的传输电缆，以使得各个设备互相不干扰，保证不同传感器的供电电压及输出的稳定性，但存在资源浪费，且供电装置的体积较大，给试验的准备和实施带来很大的工作量，影响工作进度。

图1为本发明实施例的一种多传感器分组供电装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种多传感器分组供电装置，该装置包括：前面板、变压器、转换电路板和后面板，前面板、后面板和变压器分别和转换电路板相连，前面板和变压器相连；前面板上设有多个第一插接件，后面板上设有多个第二接插件，转接箱内设有多个通道，第一接插件、第二接插件的数量和通道的数量相同，多个第一接插件之一、多个通道之一和多个第二接插件之一分别互相对应；前面板上设有交流电源接口，交流电源接口用于与交流电连接；变压器用于将交流电转换为多种直流电。

具体地，前面板上设有多个第一接插件，不同传感器可通过一个第一接插件接入该多传感器分组供电装置；同样地，后面板上设有多个第二接插件，不同采集设备可通过一个第二接插件也接入该多传感器分组供电装置。多个第一接插件之一、多个通道之一和多个第二接插件之一分别互相对应，分别组成多个前面板到后面板的通路。因此第一接插件、通道和第二接插件的数量相同。

前面板和后面板之间依次接有变压器和转换电路板；前面板上的交流电源接口接入交流电为与前面板相连的传感器和变压器供电；变压器将交流电转换为多种直流电，多种直流电再通过转换电路可以传感器提供多种激励电压，传感器在激励电压的驱动下对试验件状态变化产生输出，输入至转换电路，转换电路板将传感器通过前面板的输出信号经过预处理后送入采集设备。

本发明实施例通过设计传感器的接插件和前面板，可以将所有传感器的接插件及引脚定义归一化为一种接插件，通过该多传感器分组供电装置可以为不同的传感器提供不同的激励电压。

基于上述实施例，图3为本发明实施例的一种多传感器分组供电装置的转换电路板的电路图，如图3所示，每个通道包括三针的第一印制板电连接器、第二印制板电连接器、第三印制板电连接器和第四印制板电连接器，两针的第五印制板电连接器、第六印制板电连接器、第七印制板电连接器、第八印制板电连接器、第九印制板电连接器、第十印制板电连接器，四针的第十一印制板电连接器和转换电阻；第一印制板电连接器分别和第二印制板电连接器、第六印制板电连接器、第七印制板电连接器和第十一印制板电连接器相连，第二印制板电连接器和第八印制板电连接器相连，第八印制板电连接器和第九印制板电连接器相连，第九印制板电连接器和第十印制板电连接器相连，第三印制板电连接器分别和第九印制板电连接器和第七印制板电连接器相连，第四印制板电连接器分别和第三印制板电连接器和第十印制板电连接器相连；第五印制板电连接器通过转换电阻和第一印制板电连接器相连，第五印制板电连接器和第二接插件相连，第十一印制板电连接器和第二接插件相连。其中，第十一印制板电连接器通过其第二引脚和第三引脚与传感器相连。

另外，第一印制板电连接器、第二印制板电连接器、第三印制板电连接器和第四印制板电连接器分别和变压器相连，并且第一印制板电连接器和第三印制板电连接器分别接地，第九印制板电连接器和第三印制板电连接器的接地端相连。

需要说明的是，第一接插件的型号为xs12，第二接插件的型号为rj45。

如图1所示，+sense为传感器正输出，-sense为传感器负输出，v+为+sense经转换电路板后的输出，v-为-sense经转换电路板后的输出,e+为传感器正激励电压，e-为传感器负激励电压，dc为直流电压，ac为交流电压，前面板上的1-32为第一接插件，后面板上的1-32为第二接插件，gnd为接地。

具体地，如图1和图3所示，转接电路板分别与变压器的输出、前面板的第一接插件、后面板的第二接插件相连，转接电路板的每个通道均相同。

第一印制板电连接器b1、第二印制板电连接器b2、第三印制板电连接器b3和第四印制板电连接器b4分别接变压器，提供五种电位。前面板上的每一个第一接插件的1、4、2、3引脚分别与第十一接插件j1a的1、4、2、3引脚相连，从第十一接插件j1a的1、4引脚获取激励电压e+、e-，并将传感器输出的+sense、-sense通过第十一接插件j1a的2、3引脚传送至转接电路，经过变换后传送至u1a，即rj45接插件。

第五印制板电连接器a1、第六印制板电连接器a2、第七印制板电连接器a3、第八印制板电连接器a4、第九印制板电连接器a5、第十印制板电连接器a6是两针接插件，正常情况下断路。通过跳线可以将第五印制板电连接器a1、第六印制板电连接器a2、第七印制板电连接器a3、第八印制板电连接器a4、第九印制板电连接器a5、第十印制板电连接器a6的引脚连接在一起，组成通路。通过选择第六印制板电连接器a2可以为+e1的电位，通过第七印制板电连接器a3可以为第十一接插件j1a选择+e2的电位，通过第八印制板电连接器a4可以为第十一接插件j1a选择-e1的电位，通过第九印制板电连接器a5可以为第十一接插件j1a选择gnd的电位，通过第十印制板电连接器a6可以为第十一接插件j1a选择-e2的电位，这样，通过跳线控制第六印制板电连接器a2或第七印制板电连接器a3、第八印制板电连接器a4、第九印制板电连接器a5或第十印制板电连接器a6的通断，就可以为通过第十一接插件j1a的1、4引脚为传感器提供±e1、±e2、+e1、+e2四种激励。每个通道结构一样，均可通过控制各通道的第六印制板电连接器a2、第七印制板电连接器a3、第八印制板电连接器a4、第九印制板电连接器a5、第十印制板电连接器a6实现每个通道的四种不同激励方式。

传感器输出的+sense、-sense信号(接第十一接插件j1a的2、3引脚)可以是电压信号，也可以是电流信号，若+sense、-sense为电流信号，通过每个通道a1及其匹配电阻r1的转换，可以将电流信号变为电压信号，电压信号的大小可以由r1来进行控制。根据采集设备的量程，选择合适的r1，确保后面板输出的电压小于采集设备的量程即可。通过选择合适的电阻r1，可以将传感器输出的电流信号转换为电压信号，供电压采集设备采集。通过转换，可以实现一种采集设备对电流输出、电压输出传感器的同时测量。

该分组供电设备，通过将不同的电源连接至第一印制板电连接器b1、第二印制板电连接器b2、第三印制板电连接器b3和第四印制板电连接器b4，可以实现不同的激励电压。所有通道均采用归一化设计，每个通道的电路结构一样，前面板和后面板接插件及定义也一样。但可通过跳线控制第六印制板电连接器a2、第七印制板电连接器a3、第八印制板电连接器a4、第九印制板电连接器a5、第十印制板电连接器a6的通断，实现每个通道给传感器提供±e1、±e2、+e1、+e2四种激励。如果使用的是不同的传感器，只需通过电缆将传感器的接插件转换为xs12接插件，与通过电缆连接即可使用。通过这种接插件转接，增强了电缆的互换性，节省了成本。

需要说明的是，通过设置不同个数和不同类型印制板电连接器，并通过不同的连接方式，变压器能为传感器提供多种直流激励电压。

进一步地，交流电源接口内设有保险丝，保险丝用于限制交流电源接口接入的交流电大小，当接入的交流电产生的电流过大时断开，对该多传感器分组供电装置起到保护作用。

基于上述实施例，图2为本发明实施例的一种多传感器分组供电系统的结构示意图，如图2所示，另一方面，本发明提供了一种多传感器分组供电系统，该系统包括上述多传感器分组供电装置、传感器和采集设备，传感器与前面板相连，采集设备与后面板相连；转换电路板用于为传感器提供多种激励电压，以及将传感器的输出信号传送至采集设备。

进一步地，如图2所示，传感器通过电缆与前面板相连，采集设备通过网线与后面板相连。

本发明实施例提供一种多传感器分组供电装置及系统，通过将多个传感器接入多传感器分组供电装置，由该装置为不同的传感器提供不同的激励电压，将所有传感器的接插件及引脚定义归一化为一种接插件，并使所有使用该装置的传感器共用同一种测试电缆，减少测试电缆的种类，同时可以将电压或电流输出转换为采集设备可以采集的电压信号，使用一种设备即可测量所有的传感器信号，降低传感器供电和采集设备的数量，缩小所有测试配件的体积，提高了测试的效率，并降低了电缆和设备的成本。

以上所描述的装置及设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。