本發(fā)明涉及一種信號采集裝置，特別是一種柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置。

背景技術：

柴油發(fā)電機組在運行過程中，產(chǎn)生的信號除電壓、電流信號外，還包括：儀表信號、故障報警信號和按鈕信號，儀表信號包括：油壓、油溫、水溫信號，故障報警信號包括：過壓、欠壓、過頻、欠頻、超壓、過流信號，按鈕信號包括：啟動、額速、怠速、供電、斷電、停機信號。

當前國內(nèi)柴油發(fā)電機組信號采集裝置，包括：信號處理板和信號采集板，采集信號數(shù)量較少，只采集電壓、電流信號，未對以上“混合信號”進行全部采集，油壓、油溫、水溫信號只進行儀表顯示，未進行采集，對過壓、欠壓、過頻、欠頻、超壓、過流信號只驅(qū)動執(zhí)行部件動作，也未進行采集，啟動、額速、怠速、供電、斷電、停機按鈕信號未作實時采集監(jiān)控，這樣在發(fā)生故障時，未能及時準確定位故障器件。

另外當前國內(nèi)柴油發(fā)電機組信號采集裝置中，“采樣率”靠配置單片機中的“中斷寄存器”設定，這種方法只能設定一個采樣率，對于采集頻率復雜的柴油發(fā)電機組“混合信號”，用單片機“中斷”方法設定的采樣率匹配不同頻率的“復雜信號”，會給程序編寫帶來很大困難。因此目前的信號采集裝置測試性能較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置，解決柴油發(fā)電機組的測試性能較低的問題。

一種柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置，包括：中心控制邏輯電路、模擬信號調(diào)理電路和光耦隔離芯片；其中中心控制邏輯電路包括：A/D轉(zhuǎn)換芯片和微處理器芯片，模擬信號調(diào)理電路包括：信號調(diào)理芯片和模擬開關芯片。

模擬信號調(diào)理電路中信號調(diào)理芯片的輸出端與模擬開關芯片的輸入端通過印制板導線連接, 模擬開關芯片的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端通過菲尼克斯端子連接，模擬開關芯片的輸入端與微處理器芯片的輸出端通過菲尼克斯端子連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片和微處理器芯片通過印制板導線雙向連接，光耦隔離芯片的輸出端與微處理器芯片的輸入端通過菲尼克斯端子連接。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行電壓信號采集時，電壓、電流信號和儀表信號先通過信號調(diào)理芯片調(diào)理，轉(zhuǎn)換成滿足中心控制邏輯電路接收要求的信號，信號調(diào)理芯片的輸出信號傳給模擬開關芯片，模擬開關芯片順序選通模擬信號發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換芯片，微處理器芯片控制A/D轉(zhuǎn)換芯片工作，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。按鈕信號和故障報警信號通過光耦隔離芯片轉(zhuǎn)換為幅值滿足中心控制邏輯電路接收要求的信號，傳給微處理器芯片直接采集。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行模擬信號采集時，信號調(diào)理芯片接收的信號是上端柴油發(fā)電機組的0V～5V交流信號，匹配不同電阻得到不同的分壓值，最終將0V～5V交流信號調(diào)整到0V～2V信號，送給模擬開關芯片，模擬開關芯片有16路通道，4位地址線，在微處理器芯片控制下分別給模擬開關芯片地址線賦值，十六進制0000對應第1路，十六進制FFFF對應第16路，選通不同通道，驅(qū)動模擬開關芯片內(nèi)部選通開關動作，最終將模擬信號順序輸出，送給中心控制邏輯電路進行采集。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行按鈕信號和故障報警信號采集時，只影響高低變化電平和變化時刻，對電壓值影響不大，選用的調(diào)理方式為：按鈕信號和故障報警信號經(jīng)光耦隔離芯片隔離后，轉(zhuǎn)化為TTL電平由微處理器芯片采集。微處理器芯片在采集過程中，占一個通道，16位數(shù)據(jù)，每一位代表1路開關量，剩余位補零，通過識別開關量信號的上升沿采集開關量信號。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行邏輯控制時，中心控制邏輯電路中的A/D轉(zhuǎn)換芯片數(shù)據(jù)口為8位數(shù)據(jù)線，模擬信號轉(zhuǎn)換成16位數(shù)據(jù)后，由A/D轉(zhuǎn)換芯片控制，輪流輸出16位數(shù)據(jù)中的高8位和低8位數(shù)。

本發(fā)明實時采集柴油發(fā)電機組運行時的數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)上傳到計算機，清楚顯示出柴油發(fā)電機組運行時的電壓信號、電流信號、儀表信號、故障報警信號和按鈕信號的實時數(shù)據(jù)和波形，通過數(shù)據(jù)分析和波形圖能清楚反映出柴油發(fā)電機組的運行狀況。當柴油發(fā)電機組出現(xiàn)故障時，能準確定位出故障器件。

附圖說明

圖1一種柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置示意圖。

1.中心控制邏輯電路 2.模擬信號調(diào)理電路 3.光耦隔離芯片 4.信號調(diào)理芯片 5.模擬開關芯片 6.A/D轉(zhuǎn)換芯片 7.微處理器芯片。

具體實施方式

一種柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置，包括：中心控制邏輯電路1、模擬信號調(diào)理電路2和光耦隔離芯片3；其中中心控制邏輯電路1包括：A/D轉(zhuǎn)換芯片6和微處理器芯片7，模擬信號調(diào)理電路2包括：信號調(diào)理芯片4和模擬開關芯片5。

模擬信號調(diào)理電路2中信號調(diào)理芯片4的輸出端與模擬開關芯片5的輸入端通過印制板導線連接, 模擬開關芯片5的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片6的輸入端通過菲尼克斯端子連接，模擬開關芯片5的輸入端與微處理器芯片7的輸出端通過菲尼克斯端子連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片6和微處理器芯片7通過印制板導線雙向連接，光耦隔離芯片3的輸出端與微處理器芯片7的輸入端通過菲尼克斯端子連接。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行電壓信號采集時，電壓、電流信號和儀表信號先通過信號調(diào)理芯片4調(diào)理，轉(zhuǎn)換成滿足中心控制邏輯電路1接收要求的信號，信號調(diào)理芯片4的輸出信號傳給模擬開關芯片5，模擬開關芯片5順序選通模擬信號發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換芯片6，微處理器芯片7控制A/D轉(zhuǎn)換芯片6工作，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。按鈕信號和故障報警信號通過光耦隔離芯片3轉(zhuǎn)換為幅值滿足中心控制邏輯電路1接收要求的信號，傳給微處理器芯片7直接采集。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行模擬信號采集時，信號調(diào)理芯片4接收的信號是上端柴油發(fā)電機組的0V～5V交流信號，匹配不同電阻得到不同的分壓值，最終將0V～5V交流信號調(diào)整到0V～2V信號，送給模擬開關芯片5，模擬開關芯片5有16路通道，4位地址線，在微處理器芯片7控制下分別給模擬開關芯片5地址線賦值，十六進制0000對應第1路，十六進制FFFF對應第16路，選通不同通道，驅(qū)動模擬開關芯片5內(nèi)部選通開關動作，最終將模擬信號順序輸出，送給中心控制邏輯電路1進行采集。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行按鈕信號和故障報警信號采集時，只影響高低變化電平和變化時刻，對電壓值影響不大，選用的調(diào)理方式為：按鈕信號和故障報警信號經(jīng)光耦隔離芯片3隔離后，轉(zhuǎn)化為TTL電平由微處理器芯片7采集。微處理器芯片7在采集過程中，占一個通道，16位數(shù)據(jù)，每一位代表1路開關量，剩余位補零，通過識別開關量信號的上升沿采集開關量信號。

柴油發(fā)電機組混合信號采集裝置進行邏輯控制時，中心控制邏輯電路1中的A/D轉(zhuǎn)換芯片6供電電源為2.5 V ，選用內(nèi)部參考電壓2.048V，模擬信號輸入范圍為：0V～2.048V，輸出的數(shù)字量為可選的5V/3.3V/2.5V電平。A/D轉(zhuǎn)換芯片6的數(shù)據(jù)口為8位數(shù)據(jù)線，模擬信號轉(zhuǎn)換成16位數(shù)據(jù)后，由A/D轉(zhuǎn)換芯片6的BYTESWAP引腳控制，輪流輸出16位數(shù)據(jù)中的高8位和低8位數(shù)。

微處理器芯片7控制A/D轉(zhuǎn)換芯片6工作，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換及讀取數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換芯片6的復位時間最小為10ns，在RD 和CS引腳都為低電平時，按芯片轉(zhuǎn)換時序?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換脈沖寬度最小值為5ns；轉(zhuǎn)換開始到有效數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間，其最大值為750ns。

為適應不同頻率信號的實時采集，微處理器芯片7設計幀結構、匹配不同采樣率對柴油發(fā)電機組各電氣參數(shù)進行采集，幀結構包括64個通道。對模擬信號，要求采樣率大于信號寬度的2.56倍，系統(tǒng)的時鐘為60M，采集幀結構中一個通道需要256個時鐘狀態(tài)，則其中一個通道的采樣率為3.66K，對于電壓和頻率信號采用在一個幀的結構中同一路信號采集4次，且所占的通道的位置是均勻的，采樣率為14.64K，最終采集得到模擬信號調(diào)理電路2傳輸?shù)哪M信號和光耦隔離芯片3傳輸?shù)拈_關量信號。