[实用新型]一种内置电荷变换器的同步数据采集仪

说明书

本实用新型涉及一种内置电荷变换器的同步数据采集仪，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。它包括通道保护接口、单刀双掷模拟开关、电荷变换电路模、单刀单掷模拟开关、放大器、抗混叠滤波器、模数转换器、微控制器和百兆以以太网接口；所述单刀双掷模拟开关分别与通道保护接口、电荷变换电路模块和放大器连接；所述单刀单掷模拟开关分别与电荷变换电路模块、放大器和微控制器连接；所述放大器与抗混叠滤波器连接，所述抗混叠滤波器与模数转换器连接，所述模数转换器与微控制器，所述微控制器与百兆以以太网接口连接。

技术领域

本实用新型涉及一种内置电荷变换器的同步数据采集仪，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

压电式传感器是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是价格便宜、频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。目前测量压电式传感器的设备内部都没有对电荷进行采集的功能，都需要在采集仪和传感器之间配置二次仪表，即电荷变换器，所以系统的应用相对复杂、成本较高、现场连接传感器的信号线、给电荷变换器供电的电源线等接线复杂，容易出错，限制了压电式传感器的应用范围。

实用新型内容

针对上述的问题，本实用新型目的为了解决目前振动同步数据采集系统不能直接连接压电式传感器的问题，即不能直接测量电荷信号的问题。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种内置电荷变换器的同步数据采集仪，它包括通道保护接口、单刀双掷模拟开关、电荷变换电路模、单刀单掷模拟开关、放大器、抗混叠滤波器、模数转换器、微控制器和百兆以以太网接口；

所述单刀双掷模拟开关分别与通道保护接口、电荷变换电路模块和放大器连接；

所述单刀单掷模拟开关分别与电荷变换电路模块、放大器和微控制器连接；

所述放大器与抗混叠滤波器连接，所述抗混叠滤波器与模数转换器连接，所述模数转换器与微控制器，所述微控制器与百兆以以太网接口连接。

进一步的，压电式传感器通过通道保护接口连接到单刀双掷模拟开关上。

进一步的，单刀双掷模拟开关根据输入信号选通是连接电荷变换电路模块或者连接放大器进行调理。

进一步的，经过电荷变换电路模块变换后的电压信号通过单刀单掷模拟开关连接至放大器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型解决了目前同步数据采集仪无法直接测量压电式传感器的电荷信号的问题。本实用新型通过采用低噪声的积分电路实现实现电荷到电压的变换，同时电荷变换模块通过模拟电子开关实现电压和电荷信号的切换，从而实现了同步数据采集仪能够在不使用外部二次仪表的情况下，直接连接压电式传感器，减少了系统复杂度和成本以及接线的麻烦。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接框图；

图2为本实用新型的信号前调理电路图；

图3为本实用新型的模数转换器电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。