具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表的制作方法

1.本实用新型涉及测量仪表，尤其是涉及具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表。


背景技术：

2.测量仪表间接或直接地测量各种自然量的仪表设备。流量/ 热量积算控制仪针对现场温度、压力、流量等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理，构成数字采集系统及控制系统。流量积算控制仪适用于液体、一般气体、过热蒸汽、饱和蒸汽等的流量积算测量控制；热量积算控制仪适用于水暖等供热系统及热交换系统，对传热、传质实现在线计量，从而为企业能源管理、能源消耗计量、技术经济提供依据。
3.例如：中国专利公开了申请号为[cn201922170902.0]的一种传感器及集成化应变温度传感测量系统，集应变和温度测量于一体，包括应变传感单元、连接引线、柔性基底及覆盖层，应变传感单元及连接引线均贴附于柔性基底上，覆盖层密封覆盖在应变传感单元及连接引线上，所述连接引线与应变传感单元相连，连接引线包括第一引线、第二引线和第三引线，其中，第二引线和第三引线连接在应变传感单元的同一输出端。本实用新型的传感器第一引线、第二引线和第三引线组合形成三线制测量可以消除引线过长导致的线路电阻和线路应变带来的误差，实现一方面测量温度，另一方面利用测量的温度对应变测量时的温度误差进行补偿，进一步提高传感器的测量精度。
[0004]
上述方案尚未能够实现将数据同步采集，采集的效率比较低，且不能实现通过时序来控制采集数据的记录。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是针对上述问题，提供具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表，可以通过多个采集模块将信号传递给 mcu处理器的spi端口，spi端口可支持多个adc模块的信号，通过时序控制mcu处理器进行片选处理，中断控制每个spi端口上的多个adc模块的信号处理。高精度的实现采用隔离电源、高精度adc芯片和传感器的接口电路。多通道接口实现采用多个隔离电源、rs485隔离芯片、rs232芯片、can芯片、网口芯片以及不同通讯接口的硬件接口组成实现多通道。
[0006]
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本测量仪表包括外壳，所述外壳和mcu处理器，所述mcu处理器安装在所述外壳内部，所述mcu处理器连接有adc采集模块,所述adc 采集模块内设有ad芯片组，所述外壳一侧设有通讯接口组件和 led指示灯，所述通讯接口组件与所述mcu处理器连接，所述ad 芯片组包含至少两个芯片，最多可支持16个ad芯片，所述ad 芯片组中的ad芯片可单独选择任意一个、多个或全部使用，且所述外壳上还设有与mcu处理器相连的按键组件和显示屏。
[0007]
作为优选，所述采集模块包括安装在所述接口组件上的传感器接口和ad芯片组和隔离电源等，所述传感器连接有ad芯片组，传感器接入ad芯片组配备有激励、信号、屏蔽与
反馈接口等，所述ad芯片组通过隔离电源和spi接口连接至mcu处理器。
[0008]
作为优选，所述通讯接口组件4包括安装在所述外壳1一侧的两个rs232接口、rs485接口、wlan接口、usb接口、can接口和标准电源输入接口，所述电源输入接口接有手动开关，且所述 rs485接口为外部数字传感器接入口，所述两个rs232接口、rs485 接口、wlan接口和usb接口、can接口通过上位机连接至mcu处理器2。
[0009]
作为优选，所述按键组件包括开关、功能按键和手动光电编码器，且所述开关为薄膜开关或触摸开关功能开关，所述功能按键为物理按键或轻触薄膜按键功能按键，所述手动光电编码器为光电隔离的递增递减机械旋转按钮，所述光电编码器作为菜单功能选择或数字切换用。
[0010]
作为优选，所述mcu处理器上还连接有大容量存储芯片，且所述存储芯片为sd卡或具有储存功能的ic元件。
[0011]
作为优选，所述mcu处理器上的其余io口，可以用于di输入或do输出配置不同功能用，比如清零、去皮、报警、标定等。
[0012]
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
[0013]
1、接口接入数据，通过传感器传递给ad芯片组，将微小的应变信号转换、放大、处理成数字信号输出，且增加了反馈信号的接入实现长线补偿功能，兼容不同长度、粗细线缆等引起的传感器数据不一致情况；同时增加了屏蔽信号的接入，把传感器的外壳通过仪表与大地连接，可有效抑制外部电源对高精度数据的影响。
[0014]
2、多个ad芯片通过mcu片选、时序、中断和逻辑控制，采用同一个时针源，mcu的处理速度以及spi的切换速度相对足够快5khz以上，可以实现所有ad芯片同步采集ad芯片转换率 4.8khz。
[0015]
3、多种通讯接口的输入和输出，特别是rs485接口可作为外部传感器的数字信号接入，rs232、wlan、can等多种接口类型可选，满足后端设备接口的多种需求。
附图说明
[0016]
图1是本实用新型提供的具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表的正视结构示意图。
[0017]
图2是本实用新型提供的具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表的后视结构示意图。
[0018]
图3是本实用新型提供的具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表的内部元器件连接结构示意图。
[0019]
图中，外壳1、mcu处理器2、采集模块3、通讯接口组件4、按键组件5、led指示灯6、显示屏8、存储芯片9、传感器接口 31、ad芯片组32、rs232接口41、rs485接口42、wlan接口44、电源输入接口45、can接口46、usb接口47、开关51、快捷功能按键52、菜单功能按键53。
具体实施方式
[0020]
如图1
‑
3所示，具有多个通道和通讯接口的高精度测量仪表，包括包括外壳1，外壳1和mcu处理器2，mcu处理器2安装在外壳1内部，mcu处理器2连接有adc采集模块3,adc采集模块3 内设有ad芯片组32，外壳1一侧设有通讯接口组件4和led指示灯6，通讯接口组件4与
mcu处理器2连接，ad芯片组32包含至少两个ad芯片，最多可支持16个ad芯片，ad芯片组32中的 ad芯片可单独选择任意一个、多个或全部使用，且外壳1上还设有与mcu处理器2相连的按键组件5和显示屏8。
[0021]
具体地，采集模块3包括安装在通讯接口组件4上的传感器接口31、ad芯片组32和隔离电源等，传感器接口31连接有ad 芯片组32，ad芯片组32通过隔离电源和spi接口连接至mcu处理器2，传感器接口接入数据，传递给ad芯片组，将外来的数据转换成串行数字信号输出，而无需外部仪表放大器，使结构优化降低生产成本且ad芯片组能大大提高传输速率，可单独任意一个、多个或全部使用接口接入数据，通过传感器传递给ad芯片组，将外来的数据转换成数字信号输出，且增加了反馈信号的接入实现长线补偿功能，兼容不同长度、粗细线缆等引起的传感器数据不一致情况；同时增加了屏蔽信号的接入，把传感器的外壳通过仪表与大地连接，可有效抑制外部电源对高精度数据的影响，且多个ad芯片通过mcu片选、时序、中断和逻辑控制，采用同一个时针源，mcu的处理速度以及spi的切换速度相对足够快5khz以上，可以实现所有ad芯片同步采集ad芯片转换率4.8khz。
[0022]
具体地，通讯接口组件4包括安装在外壳1一侧的两个rs232 接口41、rs485接口42、wlan接口44、usb接口47和标准电源输入接口45，电源输入接口45接有io接口和can接口46，且 rs485接口42为外部数字传感器接入口，两个rs232接口41、 rs485接口42、wlan接口44和usb接口47通过上位机连接至mcu 处理器2，外部数据通过rs232接口、rs485接口、wlan接口、 usb接口接入，使mcu处理器处理数据，电源输入接口接入电源后，led灯亮起。
[0023]
具体地，按键组件5包括开关51、快捷功能按键52和菜单功能按键53，且开关51为手动光电编码器旋转开关，快捷功能按键52为物理按键或轻触薄膜按键功能按键，菜单功能按键53 为物理按键或轻触薄膜按键功能按键。
[0024]
具体地，mcu处理器2上还连接有存储芯片9，且存储芯片9 为sd卡或具有储存功能的元件，通过,mcu处理器处理出的数据进入到存储芯片中进行储存，并通过多种通讯接口输出到后端设备。
[0025]
具体地，所述mcu处理器上的其余io口，可以用于di输入或do输出配置不同功能用，比如清零、去皮、报警、标定等。
[0026]
本测量仪表使用时，传感器将外部数据通过传感器接口31 将模拟模拟信号传递到ad芯片组32，ad芯片组32将模拟信号转换为数字信号传送到mcu处理器2中，mcu处理器2将数据处理好传送到存储芯片9或者sd卡等存储元件中进行存储。
[0027]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0028]
尽管本文较多地使用了外壳1、mcu处理器2、采集模块3、通讯接口组件4、按键组件5、led指示灯6、显示屏8、存储芯片9、传感器接口31、ad芯片组32、rs232接口41、rs485接口 42、wlan接口44、电源输入接口45、can接口46、usb接口47、开关51、快捷功能按键52、菜单功能按键53等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。