專利名稱：一種全儲層取樣測試器的數據采集電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于地層測試器的數據采集電路。
背景技術：
地層測試器的關鍵技術是提取出原始的純地層流體樣品，而只有提高壓力的測量精度，才能準確判斷出所提取的樣品是否為真實的純地層流體。本實用新型采用了16位A/D和40位擴展精度浮點DSP，比現有的8位字長的采集系統的精度提高了200多倍。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種全儲層取樣測試器的數據采集電路，它能夠對地層測試器的管線壓力、泵壓、封隔器壓力進行高精度數據采集。
實現本實用新型目的的技術方案一種全儲層取樣測試器的數據采集電路，包括DSP芯片IC1、數據和程序存儲芯片IC2、電平轉換芯片IC3、晶體振蕩器IC4、電源電路IC5、數據采集和轉換模塊IC6、驅動電路IC7-1，其特征是DSP芯片IC1的地址線A0～A18與數據和程序存儲芯片IC2的地址線A0～A18相連，DSP芯片IC1的數據線D0～D7通過電平轉換芯片IC3與數據和程序存儲芯片IC2的數據線D0～D7相連，DSP芯片IC1的CLKX0引腳通過上拉電阻R1、R2以及驅動電路IC7-1與數據和程序存儲芯片IC2的OE使能引腳相連；DSP芯片IC1的R/W引腳與數據和程序存儲芯片IC2的WE引腳以及電平轉換芯片IC3的DIR引腳相連；DSP芯片IC1的地址線A19與電平轉換芯片IC3的OE引腳相連；電源電路IC5分別與DSP芯片IC1的電源引腳CVDD、DVDD以及復位腳RESET相連；數據采集和轉換模塊IC6分別與DSP芯片IC1的XF0、XF1、TCLK0、INT1、DR0、DX0引腳相連；此外DSP芯片IC1采用外部時鐘方式，其EXTCLK引腳與晶體振蕩器IC4相連，XIN引腳與地相連。
其中數據采集和轉換模塊電路由放大電路U10、U14，模數轉換器AD974，壓力傳感器以及電阻、電容組成，AD974的通道選擇由DSP芯片IC1的XF0、XF1引腳控制；AD974的啟動信號由DSP芯片IC1通過內部定時器TCLK0通過定時實現；AD974的BUSY引腳通過電阻分壓后與DSP芯片IC1的INT1相連，即數據轉換結束后，DSP中斷接收數據，其中數據由AD974的DATA引腳輸出，通過電阻分壓后，送入DSP的DR0引腳，接收數據時鐘由AD974的DATAC引腳通過電阻分壓后，由IC1的DX0引腳送入DSP芯片。
圖1是全儲層取樣測試器的數據采集電路的原理框圖。
圖2是全儲層取樣測試器的數據采集電路的電路原理圖。
圖3是數據采集和轉換模塊具體電路圖。
具體實施方式
本實用新型的原理框圖如圖1所示，包括DSP模塊、程序和數據存儲電路、電平轉換電路、數據采集和轉換模塊、傳感器模塊、電源電路，其中DSP模塊是各電路的控制和連接中心，控制其完成各自的功能，并且進行相應的數據處理；程序和數據存儲電路由非易失性隨機存儲器(簡稱NVRAM)構成，用于存儲程序和數據；電平轉換電路用于實現DSP模塊與NVRAM之間的電平轉換；傳感器模塊采用耐壓100MPa的YC系列傳感器，用于采集樣品管線壓力、泵壓、封隔器壓力；數據采集和轉換模塊主要由放大電路和A/D轉換電路組成，首先由放大電路對壓力傳感器采集到的信號進行放大，然后由A/D轉換電路將放大后的壓力信號變成數字信號，其中A/D電路采用16位、四通道的AD芯片，可分時對放大后的壓力信號進行模數轉換；電源電路用于提供其它電路所需的直流電源。
本實用新型的電路原理圖如圖2所示，包括DSP芯片IC1、數據和程序存儲芯片IC2、電平轉換芯片IC3、晶體振蕩器IC4、電源電路IC5、數據采集和轉換模塊IC6、驅動電路IC7-1。其中DSP芯片IC1的地址線A0～A18與數據和程序存儲芯片IC2的地址線A0～A18相連，DSP芯片IC1的數據線D0～D7通過電平轉換芯片IC3與數據和程序存儲芯片IC2的數據線D0～D7相連。DSP芯片IC1的CLKX0引腳通過上拉電阻R1、R2以及驅動電路IC7-1與數據和程序存儲芯片IC2的OE使能引腳相連；DSP芯片IC1的R/W引腳與數據和程序存儲芯片IC2的WE引腳以及電平轉換芯片IC3的DIR引腳相連；DSP芯片IC1的地址線A19與電平轉換芯片IC3的OE引腳相連。電源電路IC5分別與DSP芯片IC1的電源引腳CVDD、DVDD以及復位腳RESET相連；數據采集和轉換模塊IC6分別與DSP芯片IC1的XF0、XF1、TCLK0、INT1、DR0、DX0引腳相連；此外DSP芯片IC1采用外部時鐘方式，其EXTCLK引腳與晶體振蕩器IC4相連，XIN引腳與地相連。
DSP芯片IC1采用TMS320VC33芯片，工作電壓為+3.3V，而數據和程序存儲芯片IC2采用NVRAM芯片，工作電壓為+5V，因此在DSP芯片IC1與數據和程序存儲芯片IC2的數據總線之間加入電平轉換芯片IC3，實現了+3.3V和+5V電平的轉換。其中數據和程序存儲芯片IC2和電平轉換芯片IC3的OE、WE、DIR引腳由DSP芯片IC1控制，當DSP讀取數據和程序存儲芯片IC2內部的數據和程序時，DSP置CLKX0引腳為高電平，通過驅動電路IC7-1使IC2的引腳OE為低電平，這時DSP的R/W引腳為高電平，即數據和程序存儲芯片IC2和電平轉換芯片IC3的WE、DIR引腳為高電平，IC2處于讀狀態，電平轉換芯片IC3由其DIR引腳控制使數據由IC2到IC1，實現DSP讀取外部數據和程序；當DSP給數據和程序存儲芯片IC2寫數據時，DSP置CLKX0引腳為低電平，通過驅動電路IC7-1使IC2的OE引腳為高電平，這時DSP的R/W引腳為低電平，即IC2和IC3的WE、DIR引腳也為低電平，IC2處于寫狀態，IC3由其DIR引腳控制使數據由IC1到IC2，實現DSP對外部存儲器寫數據。
電源電路IC5用于提供DSP芯片IC1的工作電壓+3.3V、+1.8V，同時與DSP芯片的RESET引腳相連，用于上電復位。
數據采集和轉換模塊電路原理如圖3所示，由放大電路U10、U14，模數轉換器AD974，壓力傳感器以及電阻、電容組成。本實用新型采用3個耐壓100MPa的YC系列傳感器分別用于測量樣品管線壓力、泵壓和封隔器壓力。數據采集和轉換模塊的工作過程如下首先由3個壓力傳感器分別測量出樣品管線壓力、泵壓、封隔器壓力；其次通過放大電路U10、U14構成的兩級放大電路將三路壓力信號分別放大400倍；最后將放大后的信號分別送到AD974的輸入端，由AD974分時對三路信號進行轉換，并送入DSP進行處理。
如圖2、圖3所示，AD974的通道選擇由DSP芯片IC1的XF0、XF1引腳控制；AD974的啟動信號由DSP芯片IC1通過內部定時器TCLK0通過定時實現；AD974的BUSY引腳通過電阻分壓后與DSP芯片IC1的INT1相連，即數據轉換結束后，DSP中斷接收數據，其中數據由AD974的DATA引腳輸出，通過電阻分壓后，送入DSP的DR0引腳，接收數據時鐘由AD974的DATAC引腳通過電阻分壓后，由IC1的DX0引腳送入DSP芯片。
權利要求1.一種全儲層取樣測試器的數據采集電路，包括DSP芯片IC1、數據和程序存儲芯片IC2、電平轉換芯片IC3、晶體振蕩器IC4、電源電路IC5、數據采集和轉換模塊IC6、驅動電路IC7-1，其特征是DSP芯片IC1的地址線A0～A18與數據和程序存儲芯片IC2的地址線A0～A18相連，DSP芯片IC1的數據線D0～D7通過電平轉換芯片IC3與數據和程序存儲芯片IC2的數據線D0～D7相連，DSP芯片IC1的CLKX0引腳通過上拉電阻R1、R2以及驅動電路IC7-1與數據和程序存儲芯片IC2的OE使能引腳相連；DSP芯片IC1的R/W引腳與數據和程序存儲芯片IC2的WE引腳以及電平轉換芯片IC3的DIR引腳相連；DSP芯片IC1的地址線A19與電平轉換芯片IC3的OE引腳相連；電源電路IC5分別與DSP芯片IC1的電源引腳CVDD、DVDD以及復位腳RESET相連；數據采集和轉換模塊IC6分別與DSP芯片IC1的XF0、XF1、TCLK0、INT1、DR0、DX0引腳相連；此外DSP芯片IC1采用外部時鐘方式，其EXTCLK引腳與晶體振蕩器IC4相連，XIN引腳與地相連。
2.如權利要求1所述的一種全儲層取樣測試器的數據采集電路，其特征是數據采集和轉換模塊電路由放大電路U10、U14，模數轉換器AD974，壓力傳感器以及電阻、電容組成，AD974的通道選擇由DSP芯片IC1的XF0、XF1引腳控制；AD974的啟動信號由DSP芯片IC1通過內部定時器TCLK0通過定時實現；AD974的BUSY引腳通過電阻分壓后與DSP芯片IC1的INT1相連，即數據轉換結束后，DSP中斷接收數據，其中數據由AD974的DATA引腳輸出，通過電阻分壓后，送入DSP的DR0引腳，接收數據時鐘由AD974的DATAC引腳通過電阻分壓后，由IC1的DX0引腳送入DSP芯片。
專利摘要一種全儲層取樣測試器的數據采集電路，由DSP模塊、程序和數據存儲電路、電平轉換電路、數據采集和轉換模塊、傳感器模塊、電源電路構成，傳感器模塊的輸出信號包括樣品管線壓力、泵壓和封隔器壓力，它們作為數據采集和轉換模塊的輸入信號，其中數據采集和轉換模塊主要由放大電路和A/D轉換電路組成，壓力信號通過放大電路放大后，輸入A/D轉換電路，A/D轉換電路的輸出連接DSP模塊，其中A/D轉換模塊的通道選擇由DSP控制，實現了分時對樣品管線壓力、泵壓、封隔器壓力進行模數轉換，能夠對地層測試器的管線壓力、泵壓、封隔器壓力進行高精度數據采集。
文檔編號G01L15/00GK2725877SQ20042008584
公開日2005年9月14日 申請日期2004年8月20日 優先權日2004年8月20日
發明者馬建國, 黨瑞榮, 張家田, 李利品, 謝雁 申請人:西安石油大學