[发明专利]一种可编程多通道数据采集装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量、测试技术领域，特别是涉及一种可编程多通道数据采集装置的控制方法。

背景技术

在测量和测试技术领域中，所谓的数据采集装置，是指从传感器和其它被测目标中自动采集信息的一种装置。它可以实现多种信号的采集，通过将数据采集装置与外部的传感器、敏感元件相连、或者直接与被测信号相连，可以采集并测量到诸如直流电压信号、交流电压信号、直流电流信号、交流电流信号、频率信号、温度信号、压力信号、压强信号等各种被测信号。

多通道数据采集装置是指集成有多种测量功能的数据采集装置，它具有多个通道，每一个通道可以接入不同的被测信号。如图1所示，为一种多通道数据采集装置的结构示意图，所述多通道数据采集装置100包括三大部分：主控单元101、模块卡102和背板单元103。

主控单元101是一个控制整个系统工作的单元，它通过背板单元103与模块卡102相连接。主控单元101通过协调多个模块卡102完成输入信号(即被测信号)的切换和数据采集操作。

模块卡102通常包括通道卡1021和万用表卡1022两种，此外，还包括其它类型的模块卡，它们可以单独控制，不需要或者不能与万用表卡1022联合使用。所述通道卡1021可以是MUX卡(也称开关卡)、矩阵卡等其它类型的卡。每一个通道卡1021的内部包含由开关构成得多个通道，被测信号通过外部接线接入通道卡中的各个通道中，主控单元101通过向通道卡1021发送控制命令，控制开关的闭合状态，从而将对应通道上接入的被测信号引入至万用表卡1022中。万用表卡1022又称测量卡，或者数据采集卡，用于测量通过各种类型的通道卡连接进来的被测信号，主控单元101通过向万用表卡1022发送控制命令，控制万用表卡1022接收来自不同通道的被测信号，进行数据采集。

背板单元103具备有多个插槽，用于插入不同的模块卡102，它起连接主控单元101和模块卡102的“桥梁”作用，通过背板单元103上的模拟总线，可以将各个通道中的被测信号输入至万用表卡1022中；通过背板单元103上的通信总线，主控单元101可以向通道卡1021和万用表卡1022发送控制命令以及接收万用表卡1022测量的被测信号。另外，主控单元101和各个模块卡102的供电也是通过背板单元103上的电源电路提供的。

在进行数据采集时，主控单元101首先通过通信总线，发送控制命令到通道卡1021；通道卡1021根据控制命令接通一个相应的通道，通过该通道将被测信号输入到模拟总线上；然后主控单元101通过通信总线，发送控制命令到万用表卡1022，万用表卡1022根据该控制命令对模拟总线上的被测信号进行采集；采集完成后万用表卡1022通过通信总线将数据返回给主控单元101，此时，完成了所述通道上被测信号的数据采集过程。

每一个通道上的被测信号可以是不同的，用户可以对多通道数据采集装置100内部的通道进行配置，设定每一个被测信号与通道的匹配关系。由于是多通道数据采集，因此，主控单元101需要对各个通道中被测信号接入万用表卡1022的次序进行控制，万用表卡1022依次对各个通道上的被测信号进行数据采集的过程，即是一种对通道的扫描过程。多通道数据采集测量装置100广泛应用于通信、医疗、工业自动化等领域，不同功能的模块卡满足了不同应用场合的测量系统搭建需求，灵活的配置模式也方便了用户的使用。

以Agilent 34970A为例，它就是一种典型的多通道数据采集装置，可以适用于数据记录、数据采集和一般的开关与控制应用。它允许逐通道进行测量配置，以求达到最大的灵活性及快速方便设置内部的自动量程转换。对于Agilent34970A，用户对各个通道进行配置后，会生成具有通道扫描顺序、通道测量功能的扫描表，随后，Agilent 34970A的内部系统还会按照所述扫描表逐个扫描相应的各个通道，采集相应通道上的被测信号。但是，扫描表采用的排序方式是强制按照通道号从小到大进行排序的。例如，用户对各个通道编辑(即配置)的情况如表1所示，其中，第一列的数字表示了用户对通道的编辑顺序，第二列为各个通道的通道号，第三列为每一通道所对应的测量功能。在用户编辑完所有的扫描通道之后，Agilent 34970A的内部系统会将扫描表最终的扫描顺序自动调整成如表2所示的情况，表2即为相应的扫描表，其中，第一列的数字表示了通道的扫描顺序，可以看出，通道的扫描顺序就是通道号从小到大的顺序。

表1