雷射測量用數據採集系統的製作方法
2023-05-06 14:27:31
雷射測量用數據採集系統的製作方法
【專利摘要】本新型涉及一種雷射測量用數據採集系統，包括：三通接頭，第一、第二、第三數據採集卡，通道選擇單元、多路模擬開關；多路模塊開關的第一、第二、第三路模擬開關的輸入端分別與三通接頭的第一、第二、第三模擬信號輸出端相連；通道選擇單元的輸入端與三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，該通道選擇單元的各輸出端分別與多路模塊開關的各控制端相連；多路模塊開關的第一、第二、第三路模擬開關的輸出端分別與各數據採集卡相連；其通過通道選擇單元實現對模擬信號進行通道切換，把輸入的模擬信號分成三個通道進行數據處理，比傳統的兩個通道的劃分更加合理，數據處理精度更高。各數據採集卡的採集信號輸出端與一工業控制計算機相連。
【專利說明】雷射測量用數據採集系統
[0001]
【技術領域】
[0002]本實用新型涉及一種雷射測量領域，尤其涉及一種雷射測量用數據採集系統。
【背景技術】
[0003]在雷射測量領域，回波信號大動態範圍一直是很難克服的技術難題；一般利用偏振濾波和探測器變增益技術可以拓展2-3個數量級，對於數據採集卡的動態範圍的要求有3個數量級左右，目前一般採用8位，IGHZ的數據採集卡還不能滿足要求，但是高採樣率和寬輸入範圍的數據採集卡價格昂貴，購置成本很高。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種雷射測量用數據採集系統，其解決了雷射測量數據進行通道劃分的技術問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種雷射測量用數據採集系統，包括:與用於雷射測量的光電探測器相連的三通接頭(三通接頭是將外部輸入的一路信號分成三路輸出信號的器件)，第一、第二、第三數據採集卡，通道選擇單元、多路模擬開關；所述多路模塊開關的第一、第二、第三路模擬開關的輸入端分別與三通接頭的第一、第二、第三模擬信號輸出端相連；所述通道選擇單元的輸入端與三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，該通道選擇單元的各輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關的各控制端相連；所述第一、第二、第三路模擬開關的輸出端分別與第一、第二、第三數據採集卡的輸入端相連。
[0006]進一步，所述通道選擇單元包括:第一、第二比較器，所述第一比較器的反相端、第二比較器的同相端分別與所述三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，所述第一比較器的同相端接入第一閾值電壓，第二比較器的反相端接入第二閾值電壓，所述第一、第二比較器的輸出端分別與一解碼器的兩輸入端相連，該解碼器的三個輸出端分別與第一、第二、第三路模擬開關的控制端相連。各數據採集卡的採集信號輸出端與一工業控制計算機相連。
[0007]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:本實用新型通過通道選擇單元實現了對三通接頭輸出的模擬信號進行通道切換，把輸入的模擬信號分成三個通道進行數據處理，比傳統的兩個通道的劃分更加合理，數據處理精度更高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的雷射測量用數據採集系統的原理圖；
[0009]圖2是本實用新型的通道選擇單元的原理框圖；
[0010]圖3是本實用新型的防雷電路的電路圖；
[0011]其中，第一比較器Al、第二比較器A2、快速導通二極體D1、限流電阻R1、第一壓敏電阻YMl、第二壓敏電阻YM2、放電管Al、熔斷器PFl、指示燈D2、地GND、火線L、零線N、接地端E0
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種雷射測量用數據採集系統，包括:三通接頭，第一、第二、第三數據採集卡，通道選擇單元、多路模擬開關；所述多路模塊開關的第一、第二、第三路模擬開關的輸入端分別與三通接頭的第一、第二、第三模擬信號輸出端相連；所述通道選擇單元的輸入端與三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，該通道選擇單元的各輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關的各控制端相連；所述第一、第二、第三路模擬開關的輸出端分別與第一、第二、第三數據採集卡的輸入端相連。各數據採集卡採用研華數據採集卡PCL-818 ；各數據採集卡的採集信號輸出端與一工業控制計算機相連。
[0013]如圖2所示，所述通道選擇單元包括:第一、第二比較器，所述第一比較器Al的反相端、第二比較器A2的同相端分別與所述三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，所述第一比較器Al的同相端接入第一閾值電壓，第二比較器A2的反相端接入第二閾值電壓，所述第一、第二比較器的輸出端分別與一解碼器的兩輸入端相連，該解碼器的三個輸出端分別與所述多路模擬開關中的第一、第二、第三路模擬開關的控制端相連。三通接頭的輸入端與用於雷射測量的光電探測器相連，三通接頭將來自光電探測器的輸入信號分成三路輸出信號。
[0014]多路模擬開關是自動數據採集、程控增益放大等領域的常用器件；多路模擬開關是從多個模擬輸入信號中切換選擇所需輸入通道模擬輸入信號電路。目前市場上的多路開關以CMOS電路為主，且得到廣泛應用。其優點是工作速度快，導通電阻低(5-25歐)，截止電阻高。多路模擬開關可以採用RCA公司的⑶4066晶片、或AD公司的AD7501或AD7506晶片、或MOTA公司的MC14051晶片來實現。AD7506是單片CMOS工藝，16通道模擬開關。
[0015]解碼器可以採用2-4線解碼器，例如74LS139 ;也可以採用3_8線解碼器利用其兩個輸入端和三個輸出端來實現，例如74LS138 ;第一、第二比較器可以採用集成運放來實現，所述第一、第二閾值電壓可以根據對信號通道的劃分來任意設定。
[0016]所述通道選擇單元與多路模擬開關的具體工作原理:根據所設定的第一、第二閾值電壓對三通接頭的輸出的模擬信號進行劃分，即該模擬信號大於第一閾值電壓的輸入信號，則所述第一、第二比較器輸出O和1，則控制解碼器輸出相應控制信號，該控制信號控制多路模擬開關導通第三路數模開關，使第三數據採集卡獲得上述模擬信號；若模擬信號位於第一、第二閾值電壓之間，所述第一、第二比較器輸出I和1，則控制解碼器輸出相應控制信號，該控制信號控制多路模擬開關導通第二路模擬開關，使第二數據採集卡獲得上述模擬信號，若模擬信號小於第二閾值電壓，所述第一、第二比較器輸出I和O,則控制解碼器輸出相應控制信號，該控制信號控制多路模擬開關導通第一路數模開關，使第一數據採集卡獲得上述模擬信號，本實用新型通過通道選擇單元實現了對信號通道的劃分，解決了對寬輸入的數據進行採集的問題。
[0017]所述雷射測量用數據採集系統的供電端與一防雷電路相連。
[0018]如圖3所示，所述防雷電路包括:快速導通二極體D1、限流電阻R1、第一壓敏電阻YM1、第二壓敏電阻YM2和放電管Al ;快速導通二極體Dl和限流電阻Rl串聯形成第一支路，第一壓敏電阻YMl和第二壓敏電阻YMl串聯形成第二支路，第一支路和第二支路並聯後連接於零線N和火線L之間；第一壓敏電阻YMl和第二壓敏電阻YM2的連接點通過放電管Al接地GND。所述防雷電路通過連接於零線和火線之間的兩個支路來實現防雷，當無雷電進入時，兩個支路均處於高阻狀態，當有雷電進入，雷電迅速通過第一壓敏電阻和第二壓敏電阻間的連接點導通放電管放電，將雷電導入到大地中，實現良好的防雷效果，保護雷射測量用數據採集系統。
[0019]所述防雷電路還包括熔斷器PF1，第一支路和第二支路並聯後一端通過熔斷器PFl連接火線L，另一端與零線N連接。熔斷器PFl時一種溫度保險絲，規格為16A/250V/115度，能夠對本案的電路提供保護。
[0020]防雷電路還包括指示燈D2，指示燈D2連接於快速導通二極體Dl和限流電阻Rl之間。指示燈D2在雷電產生時，能夠發光，對雷電進入具有指示作用。
[0021]所述防雷電路還包括接地端E，一般用於三孔插座的電路上，接地端E直接接地GND。
【權利要求】
1.一種雷射測量用數據採集系統，包括:三通接頭，第一、第二、第三數據採集卡，其特徵在於還包括:通道選擇單元、多路模擬開關； 所述多路模塊開關的第一、第二、第三路模擬開關的輸入端分別與三通接頭的第一、第二、第三模擬信號輸出端相連； 所述通道選擇單元的輸入端與三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，該通道選擇單元的各輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關的各控制端相連；所述第一、第二、第三路模擬開關的輸出端分別與第一、第二、第三數據採集卡的輸入端相連； 所述通道選擇單元包括:第一、第二比較器，所述第一比較器的反相端、第二比較器的同相端分別與所述三通接頭的第一模擬信號輸出端相連，所述第一比較器的同相端接入第一閾值電壓，第二比較器的反相端接入第二閾值電壓，所述第一、第二比較器的輸出端分別與一解碼器的兩輸入端相連，該解碼器的三個輸出端分別與第一、第二、第三路模擬開關的控制端相連；各數據採集卡的採集信號輸出端與一工業控制計算機相連。
【文檔編號】G05B15/02GK203965824SQ201420309906
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】郭士觀 申請人:中航星北鬥科技有限公司