[实用新型]一种多路隔离的数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数据采集技术，尤其是涉及一种多路隔离的数据采集装置。

背景技术

数据采集是工业和自动化控制中不可缺少的一部分，随着数据量的增加，需要一种多路数据采集的有效手段。多路数据采集能够提高效率，节约成本，控制灵活度高，然而在许多地方需要每路数据通道要相互隔离，以免产生相互干扰，或者每路电位不等，构成回路。因此每路具有较高的电压隔离度在数据采集中具有重要的作用。

在目前应用的各类数据采集装置中，多路信号采用共地的方式输入或实行差分输入，通过开关芯片来实现信号的切换。但是，开关芯片属于电子开关，它并不像机械开关那样具有较高的电气隔离性，其能承受的电压低，抗静电干扰能力弱，多路采集过程中容易因为通道之间的电压过高而烧坏接口。如图1所示的现有数据采集装置，每路输入信号之间会存在静电或有很高的电势差，由于每路信号直接输入多路开关，这种电势差就完全加在多路开关的输入端，因此信号间的电势差不能过高，否则很容易烧坏多路开关，故不能用于各路之间有较高电势差如100V差值的信号采集。所以，对每路进行耐压隔离是非常有必要的，特别在串联高电压情况下是必不可少的。而若在多路采集系统中使用多路隔离电源，虽然这种方式对每路实施了完全隔离，其成本却会大大增加，同时电路结构复杂，可靠度降低。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种多路隔离的数据采集装置，它以较简单的、低成本的电路结构实现多路输入之间的耐高压隔离，使数据采集安全方便。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种多路隔离的数据采集装置，包括用于对采集的数据进行处理的处理器、用于将采集的原始电信号转换为所述处理器可读信号的信号转换器、多路选择开关以及用于为各部分提供电源的供电电源，所述信号转换器包括至少两路采集信号转换电路，所述每路采集信号转换电路包括采集信号输入端、转换单元和单向导通器件，所述采集信号输入端耦合到转换单元的输入端，所述转换单元的输出端耦合到多路选择开关的一输入端，所述转换单元的接地端通过所述单向导通器件连接到共用输入地。

优选地，所述供电电源分为相隔离的第一电源和第二电源，所述第一电源耦合到各转换单元，所述第二电源分别耦合到多路选择开关和处理器。

优选地，所述转换单元包括电压/频率变换器和光电耦合器，所述电压/频率变换器的输入端接采集信号输入端的输入正极，采集信号输入端的输入负极与所述电压/频率变换器的接地端相连，再通过所述单向导通器件接至共用输入地，所述电压/频率变换器的输出端通过所述光电耦合器接至多路选择开关。

所述单向导通器件可以是二极管，所述二极管的阳极接采集信号输入端的输入负极，阴极接共用输入地。

所述处理器可选用单片机。

本实用新型相比于现有技术的有益效果为：

1.在本实用新型中，由于信号转换器的各路采集信号转换电路包括单向导通器件，转换单元的接地端通过单向导通器件连接到共用输入地，而单向导通器件的单向导通性可使反向电流截止，从而避免了各转换单元共地时因各路信号之间存在电势差而形成电流回路，这样就保护了电路，即使每路通道间有上百伏的电压差也不会损坏接口。因此，本实用新型能在各路采集信号转换电路共用电源的条件下实现耐高压隔离的效果。

2.对多路采集信号转换电路，本实用新型并不增加多路隔离电源，因而结构简单，实现高压隔离的成本低，同时电路的可靠性也得到了提高。

3.优选方式下，在本实用新型的采集信号输入部分和处理器部分分别使用相隔离的电源，这样能阻断干扰信号，提高系统抗噪能力；而使用光电耦合器使两部分的电源相互独立，隔离地线，消除地电位不同所产生的影响，同时还起到隔离抗干扰的作用，消除噪音对处理器的干扰。

4.由于每一组电压/频率变换器、光电耦合器属于一个单独的转换单元电路，这样的结构设计使得数据采集装置的维修更换、升级更加方便。

附图说明

图1是现有的多路数据采集装置示意图；

图2是本实用新型具体实施方式的多路数据采集装置结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式并结合附图对本实用新型作进一步说明。