專利名稱：無線遙測動態信號測試記錄儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及到無線遙測動態信號測試記錄儀。
背景技術：
無線遙測動態信號測試記錄儀是對具有一定變化速率的物理量信號進行測試、分析處理和記錄的測試儀器，廣泛應用于國防科技、科研院所、大專院校、電力、冶金、石化、汽車工業中對運動結構的科學試驗、質量檢驗、故障診斷等場合。特別適用于高速旋轉軸和旋轉葉片的動態應變應力、扭矩、振動信號的測試，如汽輪機、風機、風力發電機的葉片及旋轉軸等。目前的動態信號測試記錄儀，一般采用集流環方式，將運動件上的傳感器輸出的模擬信號通過集流環引出，然后通過信號調理器、數據采集器將數據傳送至計算機中進行存儲和處理。此方法的缺點是，因集流環采用的機械觸點，在軸高速旋轉的時候，長時間磨損，存在接觸不良現象，而傳感器的信號又很微弱屬微伏級，導致引出的信號嚴重失真，即使調理器和數采的性能再好，也無法得到真正的信號；一些大型的運動設備如風力發電機旋轉件很大，一些非旋轉和非直線運動件，根本無法安裝集流環，所以存在壽命短、可靠性差、安裝不方便等缺點。
發明內容
本發明的目的就是要提供一種無線遙測動態信號測試記錄儀，它能克服目前以上產品所存在的問題。本發明的目的是這樣實現的，無線遙測動態信號測試記錄儀，包括控制器，數據緩存，無線通訊模塊所組成，其特征在于傳感器供電單元提供給傳感器必須的電源，信號調理單元將已經由傳感器轉化成電量的各種物理量信號進行程控放大、濾波調理成歸一化信號由A/D轉換器數字化處理，并通過控制器將A/D轉換器的數據存入數據緩存中，同時通過無線通訊模塊傳送至通訊控制器中，再由通訊控制器中的數據收發處理單元進行解碼，最后通過1394接口通訊控制單元傳送至計算機中進行信號測試數據的實時存儲、處理、顯示；所述的信號調理單元中設置有抗射頻干擾電路、程控放大器、 濾波器、自動平衡電路；所述的A/D轉換器、數據緩存和控制器單元中，采用高分辨率M位 Σ-ΔΑ/D轉換芯片達到寬動態范圍和抗混濾波功能，能夠緩存A/D轉換器的數據，避免引起轉換數據丟失的現象；采用多對無線通訊模塊同時工作以及采用IEEE1394接口通訊控制與計算機通訊，提高了數據的通訊速度，并相應的提高了被測信號的頻率測量范圍；所述的數據收發處理單元，能夠對無線通訊模塊接收的數據進行校驗，判斷接收的數據是否正確，如不正確則要求采集模塊無線通訊模塊進行數據重傳，以減少無線通訊數據傳送誤碼率，如果數據正確，則進行數據解碼，再將解碼的數據送至1394接口通訊控制單元；所述的智能電源管理單元，實現電池的充放電控制、電量管理、過流、過壓保護，能夠與控制器進行通訊，實現動態功耗的控制，加長了儀器連續工作時間，延長了電池組壽命。本發明與現有技術相比具有如下優點
1.高度集成的模塊化設計，采集模塊包括了動態信號測試儀所需的放大、濾波、A/D轉
換、無線通訊等模塊，大量選用低功耗芯片，采用智能電源管理技術，使采集模塊的功耗大大降低，延長了采集模塊的工作時間。應用高分辨率對位Σ-ΔΑ/D轉換芯片達到寬動態范圍和抗混濾波功能，結合電磁兼容抗干擾設計技術實現測試的高精度、高穩定性。
2將傳感器的模擬信號轉換成數字信號再進行無線通訊傳輸，而集流環因采用機
械觸點，會引起接觸不良現象，從而導致弓I出的傳感器的信號嚴重失真，即使調理器和數采的性能再好，也無法得到真正的信號，所以本發明可顯著提高測試信號的真實性、可靠性、 穩定性。3. ー些大型的運動設備，ー些非旋轉和非直線運動件，難以直接通過引線或安裝集流環將傳感器的信號輸出。而本采集模塊采用了高度集成的器件，采用了鎂鋁合金、 鈦合金等材料的外売，甚至采集模塊外殼可根據被測件的結構形狀重新加工，采用了無線通訊技術實現信號遙測，所以具有體積小、質量輕、強度高、安裝方便、實現了無線遙測等優
點ο
圖1是本發明采集模塊的原理框圖； 圖2是本發明通訊控制器的原理框圖； 圖3是本發明系統方框1.信號調理，2.傳感器供電，3. A/D轉換器，4.智能電源管理，5.控制器， 6.數據緩存，7.無線通訊模塊，8. 1394接ロ通訊控制，9.電源，10.數據收發處理單元，11.通訊控制器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步說明；
無線遙測動態信號測試記錄儀，包括控制器5，數據緩存6，無線通訊模塊7所組成，其特征在于傳感器供電2単元提供給傳感器必須的電源，信號調理單元1將已經由傳感器轉化成電量的各種物理量信號進行程控放大、濾波調理成歸ー化信號由A/D轉換器3數字化處理，并通過控制器5將A/D轉換器3的數據存入數據緩存6中，同時通過無線通訊模塊 7傳送至通訊控制器11中，再由通訊控制器中的數據收發處理單元10進行解碼，最后通過 1394接ロ通訊控制8單元傳送至計算機中進行信號測試數據的實時存儲、處理、顯示；所述的信號調理1単元中設置有抗射頻干擾電路、程控放大器、濾波器、自動平衡電路；所述的 A/D轉換器3、數據緩存6和控制器5単元中，采用高分辨率M位Σ-ΔΑ/D轉換芯片達到寬動態范圍和抗混濾波功能，能夠緩存A/D轉換器3的數據，避免引起轉換數據丟失的現象；采用多對無線通訊模塊7同時工作以及采用IEEE1394接ロ通訊控制8與計算機通訊， 提高了數據的通訊速度，并相應的提高了被測信號的頻率測量范圍；所述的數據收發處理単元10，能夠對無線通訊模塊7接收的數據進行校驗，判斷接收的數據是否正確，如不正確則要求采集模塊無線通訊模塊7進行數據重傳，以減少無線通訊數據傳送誤碼率，如果數據正確，則進行數據解碼，再將解碼的數據送至1394接ロ通訊控制8単元；所述的智能電源管理4単元，實現電池的充放電控制、電量管理、過流、過壓保護，能夠與控制器5進行通訊， 實現動態功耗的控制，加長了儀器連續工作時間，延長了電池組壽命。具體實施時，本實施例采用多對無線通訊模塊同時工作，采用IEEE1394通訊接ロ與計算機通訊，提高了數據的通訊速度，相應的提高了被測信號的頻率測量范圍。在信號調理1中設置有程控放大器、 濾波器、自動平衡電路，采用多層線路板設計エ藝，選用最新低功耗模擬器件，采用表面貼片技術安裝エ藝，采用抗射頻干擾器件，能夠解決無線通訊對被測信號的干擾，實現了測試的強抗干擾能力、低噪聲、高穩定性。所述的傳感器供電2:提供給傳感器必須的電源。在A/D轉換器3中采用高分辨率M位Σ-ΔΑ/D轉換芯片達到寬動態范圍和抗混濾波功能。 所述的智能電源管理4:實現電池的充放電控制、電量管理、過流、過壓保護，能夠與控制器 5進行通訊實現動態功耗的控制，加長了儀器連續工作時間，延長了電池組壽命。所述的控制器5 負責A/D轉換器3、數據緩存6、無線通訊模塊7以及智能電源的控制。所述的數據緩存6 緩存的主要目的是防止無線通訊傳送數據錯誤時或在某一時刻通訊不暢時，用于緩存A/D轉換器的數據，避免引起轉換數據丟失的現象。所述的無線通訊模塊7:用來實現信號的遙測，將數據緩存6中的傳感器信號的數字化數據發送至通訊控制器中。所述的數據處理單元10 將無線通訊模塊7接收的數據進行校驗，判斷接收的數據是否正確，如不正確則要求采集模塊進行數據重傳，以減少無線通訊數據傳送誤碼率，如果數據正確，則進行數據解碼，再將解碼的數據送至1394接口通訊控制單元8。在1394接口通訊控制單元8 中采用Ti公司的1394接口芯片和Altera公司的FPGA可編程邏輯器件，實現數據收發處理單元10與計算機進行交換數據的功能。
本發明不僅限于以上實施例，還可將以上原理加以改進和修改，應用到類似領域中的其他實施例中。
權利要求
1.無線遙測動態信號測試記錄儀，包括控制器(5)，數據緩存(6)，無線通訊模塊(7)所組成，其特征在于傳感器供電(2)単元提供給傳感器必須的電源，信號調理單元(1)將已經由傳感器轉化成電量的各種物理量信號進行程控放大、濾波調理成歸ー化信號由A/D轉換器(3)數字化處理，并通過控制器(5)將A/D轉換器(3)的數據存入數據緩存(6)中，同時通過無線通訊模塊(7)傳送至通訊控制器(11)中，再由通訊控制器(11)中的數據收發處理單元(10 )進行解碼，最后通過1394接ロ通訊控制(8 )單元傳送至計算機中進行信號測試數據的實時存儲、處理、顯示。
2.根據權利要求1所述的無線遙測動態信號測試記錄儀，其特征在于所述的信號調理(1)単元中設置有抗射頻干擾電路、程控放大器、濾波器、自動平衡電路。
3.根據權利要求1所述的無線遙測動態信號測試記錄儀，其特征在于所述的A/D轉換器(3)、數據緩存(6)和控制器(5)単元中，采用高分辨率M位Σ-ΔΑ/D轉換芯片達到寬動態范圍和抗混濾波功能，能夠緩存A/D轉換器(3)的數據，避免引起轉換數據丟失的現象。
4.根據權利要求1所述的無線遙測動態信號測試記錄儀，其特征在于采用多對無線通訊模塊(7)同時工作以及采用IEEE1394接ロ通訊控制(8)與計算機通訊，提高了數據的通訊速度，并相應的提高了被測信號的頻率測量范圍。
5.根據權利要求1所述的無線遙測動態信號測試記錄儀，其特征在于所述的數據收發處理単元(10)，能夠對無線通訊模塊(7)接收的數據進行校驗，判斷接收的數據是否正確，如不正確則要求采集模塊無線通訊模塊(7)進行數據重傳，以減少無線通訊數據傳送誤碼率，如果數據正確，則進行數據解碼，再將解碼的數據送至1394接ロ通訊控制(8)単元。
6.根據權利要求1所述的無線遙測動態信號測試記錄儀，其特征在于所述的智能電源管理(4)単元，實現電池的充放電控制、電量管理、過流、過壓保護，能夠與控制器(5)進行通訊，實現動態功耗的控制，加長了儀器連續工作時間，延長了電池組壽命。
全文摘要
無線遙測動態信號測試記錄儀，包括控制器，數據緩存，無線通訊模塊所組成，傳感器供電單元提供給傳感器必須的電源，信號調理單元將已經由傳感器轉化成電量的各種物理量信號進行程控放大、濾波調理成歸一化信號由A/D轉換器數字化處理，并通過控制器將A/D轉換器的數據存入數據緩存中，同時通過無線通訊模塊傳送至通訊控制器中，再由數據收發處理單元進行解碼，最后通過1394接口通訊控制單元傳送至計算機中進行信號測試數據的實時存儲、處理、顯示。本發明可顯著提高測試信號的真實性、可靠性、穩定性。具有體積小、質量輕、強度高、安裝方便、實現了無線遙測等優點。
文檔編號G08C17/02GK102592417SQ201110006559
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者范一木, 范欽橫 申請人:江蘇東華測試技術股份有限公司