[发明专利]一种振弦式传感器测读仪

摘要

一种振弦式传感器测读仪，包括以单片机为控制中心的数据采集终端和上位机；数据采集终端，包括激振电路、信号放大整形电路、温度采集电路、单片机和信号传输电路；激振电路，采用高压的方法使振弦式传感器产生谐振；信号放大整形电路，将振弦式传感器输出的频率信号放大并整形；温度采集电路，测量带有温度修正的振弦式传感器的负特性热敏电阻的阻值；单片机内置有频率测量模块和温度测量模块，用于控制激振电路、采集信号放大整形电路输出的信号和温度采集电路输出的信号，计算得到所测温度和频率值；信号传输电路，将所述单片机计算得到所测温度和频率值数据传给上位机；上位机内置工程管理模块。本发明可用于大规模工程中对振弦式传感器的测量。

主权项

一种振弦式传感器测读仪，该测读仪包括以单片机为控制中心的数据采集终端和上位机；所述数据采集终端，包括激振电路、信号放大整形电路、温度采集电路、单片机和信号传输电路；所述激振电路，采用高压的方法使振弦式传感器产生谐振，高压为120V；所述信号放大整形电路，将振弦式传感器输出的频率信号放大并整形；所述温度采集电路，测量带有温度修正的振弦式传感器的负特性热敏电阻的阻值，并向单片机输出A/D采样后的阻值数据；所述单片机内置有频率测量模块和温度测量模块，用于控制激振电路、采集信号放大整形电路输出的信号和温度采集电路输出的信号，并计算得到所测温度和频率值；所述信号传输电路，将所述单片机计算得到的所测温度和频率值数据传给上位机；所述上位机内置工程管理模块；所述的单片机内置的频率测量模块，工作步骤如下：(1)单片机初始化，包括外部中断的初始化、定时器的初始化和外设接口的初始化；(2)设定自动调档共M个档位，从小到大依次为N1,N2,...,NM；设定最小计数阈值为nr，设定计时器的计时时间间隔Tc；(3)初始化当前档位序号i＝1，档位值为Ni；(4)单片机控制高压发生电路产生高压，激振振弦式传感器；(5)信号放大整形电路，将振弦式传感器输出的频率信号放大并整形，获得被测方波信号；(6)打开单片机外部中断和计时器，中断采用边缘触发方式，方波信号上升沿或下降沿触发中断，中断计数器开始对被测方波信号周期进行计数，值为N；计时器开始对时间间隔Tc计数，值为n；(7)计数器计数到N＝Ni+1，即第Ni+1次外部中断时，关闭计时器和计数器；此时计时器的计数值为n，即总计时时长为nTc；(8)判断计时器的计数值n和最小计数阈值nr的大小，若n小于nr，则进入步骤(9)，否则进入步骤(10)；(9)调大档位序号，即i＝i+1，改变相应档位值为Ni，转步骤(6)；(10)计算被测频率其中N为被测方波信号周期的计数值，Tc为设定的单片机计时器的计时时间间隔，n为单片机计时器计数值。