針對振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感器領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種針對振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著振弦傳感器的廣泛應(yīng)用，對振弦傳感器的采集精度、穩(wěn)定度、可靠性以及自動采集的要求也越來越高。
[0003]為了測量出振弦的固有頻率，必須設(shè)法激發(fā)振弦振動，而為了保證傳感器的可靠起振以保證采集精度，在現(xiàn)有技術(shù)中多采用提高激發(fā)電壓的方式。這種方式存在以下弊端:激發(fā)電壓越高，對傳感器的損傷越大，容易導(dǎo)致傳感器疲勞，降低使用壽命；升壓裝置相對復(fù)雜，不利于設(shè)備簡化；激發(fā)電壓越高，系統(tǒng)功耗越大，而高功耗的采集裝置在應(yīng)用上具有較大的局限性。例如，現(xiàn)有的在線式采集技術(shù)，其激發(fā)電壓和系統(tǒng)整體功耗都比較高，需要市電補(bǔ)充電量或定期更換電池，給設(shè)備的應(yīng)用帶來了很大的局限性。
[0004]此外，目前已公開的采集裝置/采集技術(shù)在一次采集過程中只能完成對一支傳感器的數(shù)據(jù)采集，例如現(xiàn)有的手持式讀數(shù)儀。這大大降低了針對振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型提供一種針對振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集裝置，不僅能夠?qū)Χ鄠€振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提高數(shù)據(jù)采集效率，還能降低整體功耗和對振弦式傳感器的損傷。
[0006]一方面，本實用新型實施例提供一種針對振弦式傳感器的數(shù)據(jù)采集裝置，包括:
[0007]控制器；
[0008]與所述控制器電連接且用于為振弦式傳感器提供低電壓激勵信號的激發(fā)電路；
[0009]與所述控制器電連接且用于檢測和調(diào)理振弦式傳感器的頻率信號的信號檢測調(diào)理電路；
[0010]用于將激發(fā)電路和信號檢測調(diào)理電路二者與不同振弦式傳感器連接的多個通道;
[0011]與所述控制器電連接且用于在所述控制器的控制下控制所述多個通道的連通和切斷的驅(qū)動電路。
[0012]可選地，在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括:與所述控制器電連接且用于所述控制器與第三方裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸接口。
[0013]可選地，在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括:與所述驅(qū)動電路電連接接，并且用于不同振弦式傳感器之間的信號隔離以及所述激發(fā)電路和信號檢測調(diào)理電路二者與各振弦式傳感器之間的信號隔離，以及，用于在所述驅(qū)動電路的驅(qū)動下連通或切斷所述激發(fā)電路和信號檢測調(diào)理電路二者與振弦式傳感器之間的連接的通道切換與信號隔離電路。
[0014]可選地，在本實施例的各種實現(xiàn)方式中，所述振弦式傳感器包括:單線圈振弦式傳感器和雙線圈振弦式傳感器。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0016]I)相對于現(xiàn)有的采用升壓方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的技術(shù)而言，能夠簡化數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)。
[0017]2)通過為振弦式傳感器提供低電壓激勵信號，降低了系統(tǒng)功耗和對振弦式傳感器的損傷。在降低功耗的基礎(chǔ)上，有利于將本實用新型提供的裝置應(yīng)用于各種不同的場景，避免了因功耗問題帶來的應(yīng)用方面的局限性。
[0018]3)通過所述多個通道能夠?qū)Χ鄠€振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提高數(shù)據(jù)采集效率；通過驅(qū)動電路驅(qū)動通道切換與信號隔離電路，能夠靈活地控制各通道的連通和切斷，從而針對性地對任意振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0019]4)采用不同頻段的低電壓掃頻信號分頻段地激發(fā)振弦式傳感器，能夠快速、準(zhǔn)確地確定振弦式傳感器的固有頻率。
[0020]5)通過采用單周期采集方法，能夠?qū)崿F(xiàn)信號的快速拾取，并且使得本實用新型提供的裝置不僅適用于單線圈振弦式傳感器的信號采集，還適用于雙線圈振弦式傳感器的信號米集。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本實用新型的實施例1的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本實用新型的實施例2的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；
[0023]圖3A是根據(jù)本實用新型的實施例3的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；
[0024]圖3B是根據(jù)本實用新型的一種實施例的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；
[0025]圖4是一種數(shù)據(jù)采集方法的流程示意圖；
[0026]圖5A是一種數(shù)據(jù)采集方法的流程示意圖；
[0027]圖5B是一種掃頻信號以及控制器采集到的信號的示意圖；
[0028]圖6是一種數(shù)據(jù)采集方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的各個方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。其中，眾所周知的電路、連接方式、通信方式或數(shù)據(jù)處理過程沒有示出或未作詳細(xì)說明。并且，所描述的特征、架構(gòu)或功能可在一個或一個以上實施方式中以任何方式組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下述的各種實施方式只用于舉例說明，而非用于限制本實用新型的保護(hù)范圍。還可以容易理解，本文所述和附圖所示的各實施方式中的模塊或單元或步驟可以按各種不同配置進(jìn)行組合和設(shè)計。
[0030]【實施例1】
[0031]圖1是根據(jù)本實用新型的實施例1的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖。數(shù)據(jù)采集裝置I用于針對振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。參照圖1，數(shù)據(jù)采集裝置I包括控制器10、激發(fā)電路20、信號檢測調(diào)理電路30、驅(qū)動電路40和多個通道，下面分別進(jìn)行說明。
[0032]控制器10用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、程序存儲與執(zhí)行等方面的處理。激發(fā)電路20和信號檢測調(diào)理電路30均與控制器10電連接。其中，激發(fā)電路20用于為振弦式傳感器提供低電壓激勵信號，低電壓激勵信號包括低電壓掃頻信號和滿足激發(fā)頻率的低電壓激勵信號。信號檢測調(diào)理電路30用于檢測和調(diào)理振弦式傳感器的頻率信號，例如，檢測振弦式傳感器在低電壓激勵信號作用下產(chǎn)生的頻率信號，并將檢測到的頻率信號轉(zhuǎn)換為控制器10可處理的形式。
[0033]需要說明的是，本實施例中提及的“低電壓激勵信號”是指激勵信號的激勵電壓為低電壓，其中，“低電壓”優(yōu)選為5V或5V左右，例如，3?8V(例如，4V、6V、7V)等。當(dāng)然，如果不考慮功耗問題和傳感器的使用壽命問題，在其它實施例中也可以采用較高的激勵電壓(例如，高于8V)。此外，在其它實施例中還可以采用更低的電壓(例如，低于3V)。
[0034]在本實施例中，數(shù)據(jù)采集裝置I具有用于將激發(fā)電路20和信號檢測調(diào)理電路30二者與不同振弦式傳感器連接的多個通道。如圖1所示，激發(fā)電路20和信號檢測調(diào)理電路30與激勵線圈的連接構(gòu)成通道。與控制器10電連接的驅(qū)動電路40，則用于在控制器10的控制下控制所述多個通道的連通和切斷。
[0035]也就是說，本實施例中的數(shù)據(jù)采集裝置I能夠針對多個振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而不限于單個振弦式傳感器。關(guān)于具體的數(shù)據(jù)采集方法將在下文進(jìn)行說明。
[0036]采用本實施例提供的數(shù)據(jù)采集裝置1，一方面，通過激發(fā)電路20為振弦式傳感器提供低電壓激勵信號，降低了系統(tǒng)功耗和對振弦式傳感器的損傷；另一方面，通過所述多個通道能夠?qū)Χ鄠€振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(例如，逐個地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集)，無需單個振弦式傳感器地安裝與拆卸，提高數(shù)據(jù)采集效率。
[0037]【實施例2】
[0038]圖2是根據(jù)本實用新型的實施例2的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖。數(shù)據(jù)采集裝置2用于針對振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。參照圖2，數(shù)據(jù)采集裝置2除了包括控制器10、激發(fā)電路20、信號檢測調(diào)理電路30、驅(qū)動電路40和多個通道之外，還包括通道切換與信號隔離電路50。
[0039]通道切換與信號隔離電路50與驅(qū)動電路40電連接，用于不同振弦式傳感器之間的信號隔離以及激發(fā)電路20和信號檢測調(diào)理電路30 二者與各振弦式傳感器之間的信號隔離，以及，用于在驅(qū)動電路40的驅(qū)動下連通或切斷激發(fā)電路20和信號檢測調(diào)理電路30 二者與振弦式傳感器之間的連接。在本實施例中，通道切換與信號隔離電路50可以看作所述多個通道的一部分，用于控制各通道的連通以及信號傳輸方式。
[0040]關(guān)于對所述多個通道的控制，更具體而言，控制器10按照內(nèi)部程序指令發(fā)送通道選通信號作用于驅(qū)動電路40，驅(qū)動電路40驅(qū)動通道切換與信號隔離電路50，從而實現(xiàn)對各通道的連通與切斷的控制。
[0041]本實施例提供的數(shù)據(jù)采集裝置2，通過驅(qū)動電路40驅(qū)動通道切換與信號隔離電路50能夠靈活地控制各通道的連通和切斷，從而針對性地對任意振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0042]【實施例3】
[0043]圖3A是根據(jù)本實用新型的實施例3的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖，數(shù)據(jù)采集裝置3用于針對振弦式傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。參照圖3A，數(shù)據(jù)采集裝置3除了包括控制器10、激發(fā)電路20、信號檢測調(diào)理電路30、驅(qū)動電路40和多個通道之外，還包括數(shù)據(jù)傳輸接口 60。
[0044]數(shù)據(jù)傳輸接口 60與控制器10電連接，用于控制器10與第三方裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。例如，控制器10通過數(shù)據(jù)傳輸接口 60將自身保存的數(shù)據(jù)發(fā)送給外部采集裝置，第三方裝置通過數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)60向控制器10寫入用于承載采集策略的程序等。
[0045]為了降低功耗，數(shù)據(jù)采集裝置3在通過數(shù)據(jù)傳輸接口 60將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給第三方裝置之后，可以自動進(jìn)入休眠狀態(tài)并等待第三方裝置的下一次采集命令。
[0046]本實施例提供的數(shù)據(jù)采集裝置3能夠通過數(shù)據(jù)傳輸接口 60與外部通信，便于本領(lǐng)域技術(shù)人員將數(shù)據(jù)采集裝置3靈活地應(yīng)用于不同場景，應(yīng)用范圍廣。
[0047]除了上述實施例，在本實用新型的另一種實施例中，例如圖3B所示，數(shù)據(jù)采集裝置可以同時具有控制器10、激發(fā)電路20、信號檢測調(diào)理電路30、驅(qū)動電路40、多個通道、通道切換與信號隔離電路50和數(shù)據(jù)傳輸接口 60。對于各部分的說明請參見前文相關(guān)說明，此處不贅述。
[0048]在本實用新型的各種裝置實施例中，振弦式傳感器可以是激勵線圈和信號拾取線圈為同一線圈的單線圈振弦式傳感器，也可以是雙線圈振弦式傳感器。一般地，雙線圈振弦式傳感器的工作流程如下:激勵信號從激勵線圈輸入，傳感器的輸出信號從另外一個信號讀取線圈拾取，信號拾取線圈的感應(yīng)信號被放大后