多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制與測(cè)試.pdf

1、根據(jù)國(guó)內(nèi)激光粒度儀在性能方面存在的不足，本文主要對(duì)激光粒度儀的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。同時(shí)，為了對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠進(jìn)行正確合理的評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)采集系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)判。
　　 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用直接切換電流，然后再進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換的方案，這樣只需要同一個(gè)I/V轉(zhuǎn)換電路就可以達(dá)到對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的目的，簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)，消除了由于多個(gè)I/V轉(zhuǎn)換電路性能參數(shù)差異而產(chǎn)生的分散性誤差。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通道數(shù)是3

2、6路，所以考慮選用單刀多擲開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道選擇，然而，在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，不能采用單刀多擲開(kāi)關(guān)，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)斷開(kāi)的通道會(huì)處于高阻狀態(tài)，有漏電流，實(shí)際輸出的電流是閉合通道的電流與斷開(kāi)通道漏電流之和。為消除這種影響，系統(tǒng)采用單刀雙擲開(kāi)關(guān)，測(cè)試發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)切換時(shí)存在尖峰脈沖現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)持續(xù)一段時(shí)間才能消失，這種現(xiàn)象是由于模擬開(kāi)關(guān)各通道間存在寄生電容造成的，為減小這種影響，設(shè)計(jì)了一種電路即每一個(gè)通道利用兩個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，在通道切換之前一個(gè)開(kāi)關(guān)與電阻串聯(lián)接地，

3、處于閉合狀態(tài)，另一個(gè)開(kāi)關(guān)與后級(jí)I/V轉(zhuǎn)換電路相連，處于打開(kāi)狀態(tài)，這樣能夠通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行編程控制，保證在進(jìn)行通道切換時(shí)，電容上的電流放電完畢，消除尖峰脈沖的現(xiàn)象。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了自動(dòng)比較編碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量程切換，從硬件的角度來(lái)采集速率。
　　 單片機(jī)采用C8051F020，其數(shù)據(jù)處理的速度快，引腳資源豐富，能滿(mǎn)足36路通道的需求，而且內(nèi)部有ADC和PGA，能夠簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)。ADC采用單片機(jī)內(nèi)部自帶的分辨率12位、轉(zhuǎn)換速率為100Ks