一種基于pc計算機的數字化磁力儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于弱磁場檢測技術領域，具體是一種基于PC計算機的數字化磁力儀。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，PC計算機產品、通信設備、消費類電子設備在人們的生產工作中發揮了越來越大的作用。現有的同類產品中，如FHD-1磁力儀，不足是無法提供數據存儲功能，并且難以實時直觀觀察磁場信號的變化及頻率等參數。如北京某公司的MCL-5磁力儀，是將探頭輸出的電壓值進行采樣與模數轉換，經由液晶顯示器顯示，根據設置，可將轉換的信號存儲值flash閃存或發送至PC計算機串口。其不足是體積大、功能有限，并且由于其結構特點，難易進行其他功能的擴展，同時，串口通信的組網能力較差，PC計算機對應多個磁力儀時，實現難度大；串口通信速率慢，同時由于通信協議的缺陷，易造成丟幀的狀況；串口接口參數項較多，如果在未知磁力儀的串口參數的情況下，很難窮舉找到合適的參數，為儀器的通用性帶來了難度；進行程序開發時，串口具有獨占性，無法采用多線程編程對某個串口進行同時操作。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基于PC計算機的數字化磁力儀，具有易組網、高通信速率、接口簡單、數據傳輸穩定的特點。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]—種基于PC計算機的數字化磁力儀，包括高精度磁傳感器，數據采集模塊，PC計算機，數據采集模塊包括主控MCU、以太網卡、數字隔離器、模數轉換器、抗混疊濾波器，主控MCU 一端連接以太網卡，另一端連接數字隔離器，以太網卡連接PC計算機，數字隔離器、模數轉換器、抗混疊濾波器、高精度磁傳感器依次連接。
[0006]所述的磁傳感器通過線纜連接至數據采集模塊，數據采集模塊通過網線連接至PC計算機，或PC計算機所在局域網。
[0007]所述的數據采集模塊采用電池供電，同時數據采集模塊內部的電源模塊為磁傳感器供電，為單電源供電。
[0008]所述的PC計算機借助路由器可實現對多臺磁力儀的組網。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本方案利用高精度磁傳感器、數據采集模塊、PC計算機軟件，實現了易組網，高通信速率，接口簡單，數據傳輸穩定的數字化磁場測量，并且通過PC計算機軟件，實現了磁場信號的采集與處理的融合。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結構框圖。
[0012]圖2為本實用新型的應用連接示意圖。
[0013]其中，I為主控MCU ;2為以太網卡；3為數字隔離器；4為模數轉換器；5為抗混疊濾波器；6為高精度磁傳感器；7為PC計算機；8為數據采集模塊；9為路由器。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例對本實用新型進一步敘述。
[0015]如圖1所示，一種基于PC計算機的數字化磁力儀，包括高精度磁傳感器6，數據采集模塊8，PC計算機7，數據采集模塊8由主控MCU1、以太網卡2、數字隔離器3、模數轉換器4、抗混疊濾波器5組成，主控MCUl —端連接以太網卡2，另一端連接數字隔離器3，以太網卡2連接PC計算機7，數字隔離器3、模數轉換器4、抗混疊濾波器5、高精度磁傳感器6依次連接；
[0016]所述的高精度磁傳感器起到將磁場信號轉換成模擬電信號的作用。
[0017]所述的抗混疊濾波器起到對高精度磁傳感器輸出的模擬電信號進行低通濾波，防止模擬電信號經模數轉換器轉換為數字信號后發生頻譜混疊的作用。
[0018]所述的模數轉換器起到對模擬電信號進行采樣，并轉換為數字信號，同時在轉換完成后，將數字信號發送至主控MCU的作用；
[0019]所述的數字隔離器起到將主控MCU的電源線路與模數轉換器的電源線路隔離開，同時起到主控MCU接口電平和模數轉換器接口電平之間的轉換作用；
[0020]所述的主控MCU起到處理各種接口的通信協議及以太網協議的頂層協議，并將PC計算機的指令進行解析，做出對應的工作的作用，對應的工作包含控制模數轉換器進行采樣和將采樣的數字信號傳輸至PC計算機；
[0021]所述的以太網卡起到處理以太網協議的底層協議，負責主控MCU與PC計算機之間的通信的作用；
[0022]所述的PC計算機軟件7的功能是通過控制PC計算機網卡發收數據，實現向磁力儀發送指令和從磁力儀接收數字信號；在每次接收到數字信號后，PC計算機軟件7對數字信號進行平均和數字濾波等數字信號處理，還原為磁場信號，同時將磁場信號通過時間-磁場二維圖像和文本的形式顯示出來。根據設置，可將數字信號和磁場信號存儲至相應文件。通過對文件的存儲與讀取，實現磁場信號的記錄和回放功能。
[0023]所述的磁傳感器通過線纜連接至數據采集模塊，數據采集模塊通過網線連接至PC計算機，或PC計算機所在局域網。
[0024]所述的數據采集模塊采用電池供電，同時數據采集模塊內部的電源模塊為磁傳感器供電，為單電源供電。
[0025]所述的PC計算機借助路由器可實現對多臺磁力儀的組網。
[0026]一種基于PC計算機的數字化磁力儀的應用包括以下步驟:
[0027]I)首先啟動PC計算機，PC計算機在在局域網內建立服務器，等待作為客戶端的磁力儀連接；
[0028]2)磁力儀上電后，主控MCU控制以太網卡初始化通信協議，發送連接請求至PC計算機，PC計算機在接收到請求后，與磁力儀建立通信連接，并發送開始工作指令；
[0029]3)主控MCU在接收到開始工作指令后，經數字隔離器，控制模數轉換器開始工作，將輸入的模擬信號轉換成為數字信號；
[0030]5)模數轉換器的輸入模擬信號為高精度磁傳感器經抗混疊濾波器濾波后的信號。
[0031]6)PC計算機每隔固定時間向主控MCU發送傳輸數據指令，當采集的數字信號達到一定數量時，主控MCU將這些數字信號傳輸至PC計算機。
[0032]7)PC計算機在收到數字信號后，將數字信號做平均，數字濾波等數字信號處理，繪制出時間-磁場二維圖像，并以文本的形式顯示磁場數值，同時可將數字信號存儲至文件中，方便用戶進行回放。
[0033]如圖2所示，PC計算機7借助路由器9即可實現對多臺磁力儀的組網，在多個磁力儀組網時，無需對磁力儀網卡進行設置，加入路由器9的局域網即可實現組網，PC計算機7啟動建立服務器成功后，多個磁力儀作為客戶端均可通過路由器連接PC計算機7，PC計算機7通過對PC計算機網卡進行多線程編程，實現單個網卡控制整個組網的磁場信號采樣。
[0034]對于C類子網192.168.1.0掩碼255.255.255.0，該子網內可容納254臺主機，即I臺PC計算機在此C類子網內，最多可以連接253臺磁力儀。
【主權項】
1.一種基于PC計算機的數字化磁力儀，包括高精度磁傳感器(6)，數據采集模塊(8)，PC計算機(7)，其特征在于，數據采集模塊(8)由主控MCU (1)、以太網卡(2)、數字隔離器(3)、模數轉換器(4)、抗混疊濾波器(5)組成，主控MCU (I)—端連接以太網卡(2)，另一端連接數字隔離器(3)，以太網卡(2)連接PC計算機(7)，數字隔離器(3)、模數轉換器(4)、抗混疊濾波器(5)、高精度磁傳感器(6)依次連接。2.根據權利要求1所述的一種基于PC計算機的數字化磁力儀，其特征在于，所述的精度磁傳感器(6)通過線纜連接至數據采集模塊(8)，數據采集模塊(8)通過網線連接至PC計算機(7)，或PC計算機(7)所在局域網。3.根據權利要求1所述的一種基于PC計算機的數字化磁力儀，其特征在于，所述的數據采集模塊(8)采用電池供電，同時數據采集模塊(8)內部的電源模塊為磁傳感器供電，為單電源供電。4.根據權利要求1所述的一種基于PC計算機的數字化磁力儀，其特征在于，所述的PC計算機(7)借助路由器可實現對多臺磁力儀的組網。
【專利摘要】一種基于PC計算機的數字化磁力儀，包括高精度磁傳感器，數據采集模塊，PC計算機，數據采集模塊包括主控MCU、以太網卡、數字隔離器、模數轉換器、抗混疊濾波器，主控MCU一端連接以太網卡，另一端連接數字隔離器，以太網卡連接PC計算機，數字隔離器、模數轉換器、抗混疊濾波器、高精度磁傳感器依次連接PC計算機，具有易組網，高通信速率，接口簡單，數據傳輸穩定的優點。
【IPC分類】G01R33/02
【公開號】CN204758803
【申請號】CN201520436521
【發明人】李斌, 李帥
【申請人】西安華舜測量設備有限責任公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月24日