本發明專利技術涉及數據采集智能儀表自動化調試裝置。包括型號為X9241數字電位器，運放LM324，運放中A1、A2、A3組成數據放大器，處理器STC15F2KS2，其控制HD74HC4066中電子開關的通斷，選擇傳感器IC0或IC1輸出的2路信號中的1路送數據放大器，選擇A3或IC1輸出的2路信號中的1路送AD7712AN；用IC1輸出高精度線性電壓撿測樣機的數據放大器和ADC的線性度；測試加載在傳感器IC0上的標準件滿量程和空載時IC4分別輸出的值；通過多次在IC0上加載標準件和IC4輸出對應數字量取得實驗數據，建立其函數關系；裝置縮短了數據采集智能儀表的開發周期、減輕開發人員的勞動強度、提高數據采集智能儀表穩定性。
【技術實現步驟摘要】
數據采集智能儀表自動化調試裝置
本專利技術涉及智能儀表調試的裝置，尤其是傳感器輸出模擬量一類數據采集智能儀表自動化調試裝置，屬于開發測量儀器
技術介紹
物聯網技術的應用促進了數據采集智能儀表技術的發展。目前，美國、德國和日本生產的智能儀表技術先進、精度和分辨率高、性能可靠，他們在電路設計、開發和生產流程中采用了先進的工藝和方法，使用的元器件性能優良，掌握智能儀表的關鍵技術；國內在智能儀表開發生產過程中也采用了一些先進的工藝和方法，也掌握了部分關鍵技術，但是智能儀表的整體質量與發達國家相比還有一定差距。數據采集智能儀表一般包括硬件系統和軟件系統。硬件系統一般包括傳感器、數據保持電路、數據放大系統、AD轉換器、數據存儲器、微處理器、數據顯示、通信、鍵盤、電源電路等模塊；系統軟件一般包括數據采集模塊、濾波模塊、數據處理模塊、數據顯示模塊、鍵盤查詢與處理模塊、數據通信模塊等；象紅外、壓力、溫度等傳感器輸出的信號是電壓量，經數據保持電路、數據放大器，將電壓信號放大到AD轉換器的電壓輸入有效范圍，經ADC轉換為數字量后，送微處理器處理，微處理器對采集到的數據進行濾波、數據處理和變換后送顯示系統，可以顯示采集數據的值，鍵盤實現人機交互。查閱了國內外數據采集智能儀表開發方面的資料，結合同行開發智能儀表方面的經驗，傳統的智能儀表開發的工藝流程包括：（1）市場需求調研；（2）總體設計；（3）樣機設計：設計和調試電路、系統軟件，系統統調；（4）現場測試、老化試驗；（5）定制新產品的工藝流程，按照樣機的電路、元器件參數、系統軟件，復制出新產品，進行質檢等；傳統的工藝流程和思想方法決定了產品的開發周期過長，過程（3）是開發新產品中關鍵環節，也是開發人員最辛苦、需要時間最長的階段，這個過程的關鍵技術是測試并調試數據放大器和ADC的線性度、測量滿量程輸出時加載在傳感器IC0上負載值，測試IC0空載時ADC輸出的數字量，通過調試IC2、IC3內阻值改變數據放大器的信號放大倍數，建立IC0測量的物理量和ADC輸出對應的數字量之間的函數關系，這些工作增加了開發樣機的周期，延長了產品的上市時間，影響生產企業的市場競爭能力；人的狀態變化也會影響樣機的技術參數，繼而影響產品的性能和多批次產品參數的一致性。若能提供一種裝置取代人工完成過程（3），就能縮短智能儀表的開發周期并能提高智能儀表的質量。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決數據采集智能儀表開發周期長、技術參數精度和穩定性不高的問題，提出一種數據采集智能儀表自動化調試的裝置，使數據采集智能儀表開發調試自動化，該裝置能自動配置數據采集智能儀表技術參數，自動檢測和校驗數據采集智能儀表的電路，提高了智能儀表的分辨率和穩定性，縮短了國內外測試智能儀表開發技術的差距；克服了數據采集智能儀表開發周期長的缺陷，減輕了開發人員的勞動強度，增強生產企業的市場競爭力，同時，該裝置還能自動調試信號料理機電路。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案分為電路和系統軟件2個部分；電路由調試樣機電路和樣機電路2部分組成；在圖1中，電路包括3個X9241芯片，2個HD74HC4066芯片，1個STC15F2KS2、1個AD7712AN、1個LM324芯片等；系統軟件主要包括系統初始化、系統線性測試、調整數據放大器放大倍數、數據處理、人機交互模塊；1.電路連接。在圖1中，3個虛線框IC1、IC2、IC3是型號為X9241的3個芯片，芯片的內部結構及引腳連接，每個芯片中有4個數字電位器POT0、POT1、POT2、POT3，IC2的POT0、POT1、POT2分別用R2、R1、R3表示，IC3中的POT0、POT1、POT2、POT3分別用R6、R4、R5、R7表示，H1、H2、H3分別表示IC1、IC2、IC3的控制和數據寄存器；K1-K8由型號為HD74HC4066的IC7、IC8芯片組成，在圖5中，IC7內部由K1-K4組成，in1-in4、out1-out4、control1-control4分別是K1-K4的輸入端、輸出端、控制端；IC8內部由K5-K8組成，in5-in8、out5-out8、control5-control8分別是K5-K8的輸入端、輸出端、控制端；在圖2中，IC1的3腳接17腳再接Vc，1腳接7腳，2腳接18腳再接-VORGND，6腳接13腳再接出公共中心抽頭VW12，8腳接12腳，11腳接19腳，10腳接-VORGND，20腳、3腳接Vc;IC5的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3取非、P1.4、P1.5分別與IC1的15、5、16、4、9、14腳連接，控制IC1在6腳和18腳之間輸出高精度電阻值或電壓值；IC6的型號是LM324，有4個運算放大器A1、A2、A3、A4；IC2的1、2、8腳連接，6、7、12、13腳連接，18、19腳連接，10腳接-VORGND，20腳接Vc；IC3的1、2、6、7腳連接，12、13、17腳連接，18、19腳連接，10腳接-VORGND，20腳接Vc；IC6的1腳、2腳分別接IC2的3腳、2腳，IC6的1腳接IC3的8腳，IC6的6腳接IC2的12腳，IC6的7腳、IC2的11腳、IC3的11腳相連接；IC6的9腳、10腳分別接C3的7腳、12腳，IC6的8腳、IC3的3腳、IC7的8腳相連接；IC3的18腳接-VORGND；IC2、A1、A2組成一級放大器；IC3與A3連接成二級放大器；兩級放大器組成數據放大器；型號為STC15F2KS2的IC5是微處理器，用于系統測量和控制；IC4是型號為AD7712AN的AD轉換器，通過設置AD7712AN控制寄存器中G2G1G0=000，ADC增益為1；IC4的21、9、20、4、1腳取非、22引腳分別接IC5的P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7腳；IC5控制IC4進行數據轉換，IC4轉換后的數字量送IC5進行數據處理，處理結果通過IC9送IC10顯示；IC5的P1.0、P1.1、P1.2取非、P1.3、P1.4、P1.5分別與IC2的15、5、16、4、9、14腳連接；IC5的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5分別與IC3的15、5、16、4、9、14腳連接，作用是通過IC5調節數據放大器的放大倍數；數據采集傳感器IC0的輸出信號端+S、-S分別接IC8的11、8腳；IC1的6腳、IC8的1腳、IC7的1腳相連接；IC1的18腳、IC8的4腳、IC7的4腳、-VORGND相連接；IC8的2、10引腳連接后接R8的一端，R8的另一端接IC6的3腳，IC8的3、9腳連接后接R9一端，R9另一端接IC6的5腳；IC8的5、13、6、12腳分別接IC5的P4.3、P4.2、P4.1、P4.0腳；作用是通過IC5選擇IC0的+S和-S腳之間或芯片IC1的6和18腳之間輸出的2路信號中的1路送LM324組成的數據放大器；IC7的2腳、9腳、IC4的8腳相連接，IC7的3腳、10腳、IC4的7腳相連接；IC7的11腳接-VORGND；IC7的5、13、6、12腳分別連接IC5的P4.5、P4.4、P0.0、P0.1腳；通過IC5控制IC7選擇A3的8腳或IC1的6本文檔來自技高網...
【技術保護點】
數據采集智能儀表自動化調試裝置，其電路連接特征是：該調試裝置的電路包括3個X9241芯片IC1、IC2、IC3；IC1的3腳接17腳再接Vc，1腳接7腳，2腳接18腳再接?VOR?GND，6腳接13腳再接出公共中心抽頭VW12，8腳接12腳，11腳接19腳，10腳接?VOR?GND，20腳、3腳接Vc；IC5的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3取非、P1.4、P1.5分別與IC1的15、5、16、4、9、14腳連接；IC6的型號為LM324，有4個運算放大器A1、A2、A3、A4；IC2的1、2、8腳連接，6、7、12、13腳連接，18、19腳連接，10腳接?V?OR?GND，20腳接Vc；IC3的1、2、6、7腳連接，12、13、17腳連接，18、19腳連接，10腳接?V?OR?GND，20腳接Vc；IC6的1腳、2腳分別接IC2的3腳、2腳，IC6的1腳接IC3的8腳，IC6的6腳接IC2的12腳，IC6的7腳、IC2的11腳、IC3的11腳相連接；IC6的9腳、10腳分別接C3的7腳、12腳，IC6的8腳、IC3的3腳、IC7的8腳相連接；IC3的18的腳接?V?OR?GND；IC4是AD轉換器，型號為AD7712AN；通過設置IC4的控制寄存器中G2G1G0=000，使ADC增益為1；IC4的21、9、20、4、1腳取非、22引腳分別接IC5的P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7腳；IC5的P1.0、P1.1、P1.2取非、P1.3、P1.4、P1.5分別與IC2的15、5、16、4、9、14腳連接；IC5的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5分別與IC3的15、5、16、4、9、14腳連接；數據采集傳感器IC0的輸出信號+S、?S分別接IC8的11、8腳；IC1的6腳、IC8的1腳、IC7的1腳相連接；IC1的18腳、IC8的4腳、IC7的4腳、?V?OR?GND相連接；IC8的2、10引腳連接后接R8的一端，R8的另一端接IC6的3腳，IC8的3、9腳連接后接R9一端，R9另一端接IC6的5腳；IC8的5、13、6、12腳分別接IC5的P4.3、P4.2、P4.1、P4.0腳；IC7的2腳、9腳、IC4的8腳相連接，IC7的3腳、10腳、IC4的7腳相連接；IC7的11腳接?V?OR?GND；IC7的5、13、6、12腳分別連接IC5的P4.5、P4.4、P0.0、P0.1腳；IC5的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分別接鍵盤的4行，P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分別接鍵盤的4列；IC5的P3.5、P3.6、P3.7接IC9的9、11、12腳；IC9的1?18、21?48腳接段式LCD的IC10；IC5的P3.0、P3.1接MAX485，實現與PC通信。...
【技術特征摘要】
1.數據采集智能儀表自動化調試裝置，其電路連接特征是：該調試裝置的電路包括3個X9241芯片IC1、IC2、IC3；IC1的3腳接17腳再接Vc，1腳接7腳，2腳接18腳再接-VORGND，6腳接13腳再接出公共中心抽頭VW12，8腳接12腳，11腳接19腳，10腳接-VORGND，20腳、3腳接Vc；IC5的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3取非、P1.4、P1.5分別與IC1的15、5、16、4、9、14腳連接；IC6的型號為LM324，有4個運算放大器A1、A2、A3、A4，使用其中A1、A2、A3組成數據放大器；IC2的1、2、8腳連接，6、7、12、13腳連接，18、19腳連接，10腳接-VORGND，20腳接Vc；IC3的1、2、6、7腳連接，12、13、17腳連接，18、19腳連接，10腳接-VORGND，20腳接Vc；IC6的1腳、2腳分別接IC2的3腳、2腳，IC6的1腳接IC3的8腳，IC6的6腳接IC2的12腳，IC6的7腳、IC2的11腳、IC3的11腳相連接；IC6的9腳、10腳分別接IC3的7腳、12腳，IC6的8腳、IC3的3腳、IC7的8腳相連接；IC3的18腳接-VORGND；IC4是AD轉換器，型號為AD7712AN；通過設置IC4的控制寄存器中G2G1G0=000，使ADC增益為1；IC4的21、9、20、4、1腳取非、22引腳分別接IC5的P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7腳；IC5是型號為STC15F2KS2微處理器，用于系統的測量和控制；IC5的P1.0、P1.1、P1.2取非、P1.3、P1.4、P1.5分別與IC2的15、5、16、4、9、14腳連接；IC5的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5分別與IC3的15、5、16、4、9、14腳連接；數據采集傳感器IC0的輸出信號端+S、-S分別接IC8的11、8腳；IC1的6腳、IC8的1腳、IC7的1腳相連接；IC1的18腳、IC8的4腳、IC7的4腳、-VORGND相連接；IC8的2、10引腳連接后接R8的一端，R8的另一端接IC6的3腳，IC8的3、9腳連接后接R9一端，R9另一端接IC6的5腳；IC8的5、13、6、12腳分別接IC5的P4.3、P4.2、P4.1、P4.0腳；IC7的2腳、9腳、IC4的8腳相連接，IC7的3腳、10腳、IC4的7腳相連接；IC7的11腳接-VORGND；IC7的5、13、6、12腳分別連接IC5的P4.5、P4.4、P0.0、P0.1腳；IC7、IC8是型號為HD74HC4066四路雙向電子模擬開關,由IC5控制其通斷；IC...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂俊懷，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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