流限制、熱關斷電路等。
[0040]所述的線性調壓裝置4為TPS7A4701穩壓器，內置正電壓，超低噪聲RF低壓降(LDO)穩壓器，此穩壓器能夠提供IA的負載供電。
[0041]所述的差分運算放大器7為AD8139放大器，是一款超低噪聲、高性能差分放大器，提供軌到軌輸出。它具有低噪聲、高SFDR和寬帶寬特性，因而成為驅動最高18位分辨率ADC的理想之選。
[0042]所述的模數轉換器8為AD7641芯片。此芯片具有18位精度、2 MSPS,電荷再分配SAR型、全差分模數轉換器(ADC)，采用2.5V單電源供電。該器件內置一個18位高速采樣ADC、一個內部轉換時鐘、一個內部基準電壓源緩沖、糾錯電路，以及串行和并行系統接口端
□ O
[0043]低噪聲電源管理裝置I 可提供 12.7 μ VRMS (20Hz to 20kHz) + 5V，+ 12V，+ 24V低噪聲電源，電源輸入噪聲抑制可達72dB(120Hz)，彡52dB (1Hz to 400kHz)，可保證系統有純凈的供電環境。
[0044]請參見附圖2所示，一種導磁性索的高精度索力測試儀的測試方法，該方法至少包括如下步驟:
步驟1:所述的低噪聲電源管理裝置I輸入24V3A電源。
[0045]步驟2:所述的升壓裝置2將所述的24V3A電源升高到35V2A電源。
[0046]步驟3:所述的降壓裝置3將所述的35V2A電源下降到33V\25V\15V\9V可調電壓，并輸入所述的線性調壓裝置4。
[0047]步驟4:在所述的中央處理器9中輸入被測索體的直徑、長度、材料性能，所述的中央處理器9計算出應該使用的激勵電壓，并存儲此配置信息。
[0048]步驟5:所述的中央處理器9計算出的激勵電壓輸入到所述的磁通量傳感器5的激勵線圈，產生激勵電流。
[0049]步驟6:所述的激勵電流經過其中一個所述的差分運算放大器7放大濾波后，輸入其中一個所述的模數轉換器8。
[0050]步驟7:其中一個所述的模數轉換器8將模擬信號轉化成數字信號后，輸入所述的中央處理器9，精確監測激勵電流。
[0051]步驟8:所述的磁通量傳感器5的激勵線圈產生磁場，并對被測索體進行勵磁，與此同時，所述的磁通量傳感器5的感應線圈，產生感應電壓。
[0052]步驟9:所述的感應電壓經過另一個所述的差分運算發達器7放大濾波后，輸入另一個所述的模數轉換器8，所述的模數轉換器8將模擬信號轉化成數字信號后，輸入所述的中央處理器9，精確監測感應電壓。
[0053]步驟10:所述的中央處理器9通過對激勵電流和感應電壓以及被測索體的配置信息進行計算，精確計算出實時索力。
[0054]步驟11:所述的SD卡存儲器12可以存儲所述的中央處理器9中實時計算出的索力值。
[0055]中央處理器9選用STM32F407 32位Cortex_M4架構ARM核，帶FPU，和DSP指令，可進行硬件浮點計算，最高主頻達168MHz。
[0056]綜上所述，本發明中被測索體不需要明確邊界條件，幾乎只要是導磁性索就可以使用，應用范圍特別廣泛；各個原件耐久性能好，可以長期野外使用；采用18位精度高速AD，精度高測量準確；采用工業級磁耦合隔離485專用芯片，隔離電壓高達5000V，可抵抗15kV靜電干擾；采用10/100Mb/s自適應工業級網卡芯片，無錯傳輸可達150米。
[0057]以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用附屬在其他相關產品的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:包括低噪聲電源管理裝置、升壓裝置、降壓裝置、線性調壓裝置、磁通量傳感器、MOS管、兩個差分運算放大器、兩個模數轉換器、中央處理器、485隔離電路、網卡及SD卡存儲器；所述的升壓裝置的一端與所述的降壓裝置的一端連接，所述的降壓裝置的另一端與所述的線性調壓裝置的一端連接；所述的磁通量傳感器呈環形結構，所述的磁通量傳感器套置在被測索體上，所述的磁通量傳感器的一側兩端分別與所述的線性調壓裝置的另一端、MOS管的一端及其中一個所述的差分運算放大器的一端連接，所述的MOS管的另一端接地，所述的磁通量傳感器的另一側兩端分別與另一個所述的差分運算放大器的一端連接；所述的兩個差分運算放大器的另一端分別與所述的兩個模數轉換器的一端對應連接，所述的兩個模數轉換器的另一端分別與所述的中央處理器對應連接，所述的485隔離電路、網卡、SD卡存儲器的一端分別與所述的中央處理器連接，形成測試儀本體；所述的低噪聲電源管理裝置的輸出端與所述的測試儀本體連接，所述的低噪聲電源管理裝置的另一端接地。
2.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:所述的網卡為10/100Mb/s 自適應工業級芯片 DP83848I_PT_48。
3.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:還包括看門狗，所述的看門狗與所述的中央處理器連接。
4.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:所述的升壓裝置為LM2586穩壓器。
5.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:所述的降壓裝置為LM2596開關型集成穩壓芯片，所述的降壓裝置的可調電壓為33V、25V、15V及9V，所述的降壓裝置內含固定頻率振蕩器、基準穩壓器、保護電路、電流限制及熱關斷電路。
6.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:所述的線性調壓裝置為TPS7A4701穩壓器。
7.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:所述的差分運算放大器為AD8139放大器。
8.根據權利要求1所述的導磁性索的高精度索力測試儀，其特征在于:所述的模數轉換器為AD7641芯片。
9.一種利用權利要求1-8任意一項所述的導磁性索的高精度索力測試儀的測試方法，其特征在于:該方法至少包括如下步驟: 步驟1:所述的低噪聲電源管理裝置輸入24V3A電源； 步驟2:所述的升壓裝置將所述的24V3A電源升高到35V2A電源； 步驟3:所述的降壓裝置將所述的35V2A電源下降到33V\25V\15V\9V可調電壓，并輸入所述的線性調壓裝置； 步驟4:在所述的中央處理器中輸入被測索體的直徑、長度、材料性能，所述的中央處理器計算出應該使用的激勵電壓，并存儲此配置信息； 步驟5:所述的中央處理器計算出的激勵電壓輸入到所述的磁通量傳感器的激勵線圈，產生激勵電流； 步驟6:所述的激勵電流經過其中一個所述的差分運算放大器放大濾波后，輸入其中一個所述的模數轉換器； 步驟7:其中一個所述的模數轉換器將模擬信號轉化成數字信號后，輸入所述的中央處理器； 步驟8:所述的磁通量傳感器的激勵線圈產生磁場，并對被測索體進行勵磁，與此同時，所述的磁通量傳感器的感應線圈，產生感應電壓； 步驟9:所述的感應電壓經過另一個所述的差分運算發達器放大濾波后，輸入另一個所述的模數轉換器，所述的模數轉換器將模擬信號轉化成數字信號后，輸入所述的中央處理器； 步驟10:所述的中央處理器通過對激勵電流和感應電壓以及被測索體的配置信息進行計算，計算出實時索力； 步驟11:所述的SD卡存儲器存儲所述的中央處理器中實時計算出的索力值。
【專利摘要】本發明公開了一種導磁性索的高精度索力測試儀及其測試方法，包括低噪聲電源管理裝置、升壓裝置、降壓裝置、線性調壓裝置、磁通量傳感器、MOS管、兩個差分運算放大器、兩個模數轉換器、中央處理器、485隔離電路、網卡及SD卡存儲器。本發明中被測索體不需要明確邊界條件，幾乎只要是導磁性索就可以使用，應用范圍特別廣泛；各個原件耐久性能好，可以長期野外使用；采用18位精度高速AD，精度高測量準確；采用工業級磁耦合隔離485專用芯片，隔離電壓高達5000V，可抵抗15kV靜電干擾；采用10/100Mb/s 自適應工業級網卡芯片，無錯傳輸可達150米。
【IPC分類】G01L5-00
【公開號】CN104807585
【申請號】CN201510240227
【發明人】張少荃, 張韻秋
【申請人】上海同磊土木工程技術有限公司, 上海漲韻電子科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月13日