流限制、熱關(guān)斷電路等。
[0040]所述的線性調(diào)壓裝置4為TPS7A4701穩(wěn)壓器，內(nèi)置正電壓，超低噪聲RF低壓降(LDO)穩(wěn)壓器，此穩(wěn)壓器能夠提供IA的負(fù)載供電。
[0041]所述的差分運(yùn)算放大器7為AD8139放大器，是一款超低噪聲、高性能差分放大器，提供軌到軌輸出。它具有低噪聲、高SFDR和寬帶寬特性，因而成為驅(qū)動(dòng)最高18位分辨率ADC的理想之選。
[0042]所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8為AD7641芯片。此芯片具有18位精度、2 MSPS,電荷再分配SAR型、全差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用2.5V單電源供電。該器件內(nèi)置一個(gè)18位高速采樣ADC、一個(gè)內(nèi)部轉(zhuǎn)換時(shí)鐘、一個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源緩沖、糾錯(cuò)電路，以及串行和并行系統(tǒng)接口端
□ O
[0043]低噪聲電源管理裝置I 可提供 12.7 μ VRMS (20Hz to 20kHz) + 5V，+ 12V，+ 24V低噪聲電源，電源輸入噪聲抑制可達(dá)72dB(120Hz)，彡52dB (1Hz to 400kHz)，可保證系統(tǒng)有純凈的供電環(huán)境。
[0044]請(qǐng)參見(jiàn)附圖2所示，一種導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀的測(cè)試方法，該方法至少包括如下步驟:
步驟1:所述的低噪聲電源管理裝置I輸入24V3A電源。
[0045]步驟2:所述的升壓裝置2將所述的24V3A電源升高到35V2A電源。
[0046]步驟3:所述的降壓裝置3將所述的35V2A電源下降到33V\25V\15V\9V可調(diào)電壓，并輸入所述的線性調(diào)壓裝置4。
[0047]步驟4:在所述的中央處理器9中輸入被測(cè)索體的直徑、長(zhǎng)度、材料性能，所述的中央處理器9計(jì)算出應(yīng)該使用的激勵(lì)電壓，并存儲(chǔ)此配置信息。
[0048]步驟5:所述的中央處理器9計(jì)算出的激勵(lì)電壓輸入到所述的磁通量傳感器5的激勵(lì)線圈，產(chǎn)生激勵(lì)電流。
[0049]步驟6:所述的激勵(lì)電流經(jīng)過(guò)其中一個(gè)所述的差分運(yùn)算放大器7放大濾波后，輸入其中一個(gè)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8。
[0050]步驟7:其中一個(gè)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后，輸入所述的中央處理器9，精確監(jiān)測(cè)激勵(lì)電流。
[0051]步驟8:所述的磁通量傳感器5的激勵(lì)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，并對(duì)被測(cè)索體進(jìn)行勵(lì)磁，與此同時(shí)，所述的磁通量傳感器5的感應(yīng)線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
[0052]步驟9:所述的感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)另一個(gè)所述的差分運(yùn)算發(fā)達(dá)器7放大濾波后，輸入另一個(gè)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后，輸入所述的中央處理器9，精確監(jiān)測(cè)感應(yīng)電壓。
[0053]步驟10:所述的中央處理器9通過(guò)對(duì)激勵(lì)電流和感應(yīng)電壓以及被測(cè)索體的配置信息進(jìn)行計(jì)算，精確計(jì)算出實(shí)時(shí)索力。
[0054]步驟11:所述的SD卡存儲(chǔ)器12可以存儲(chǔ)所述的中央處理器9中實(shí)時(shí)計(jì)算出的索力值。
[0055]中央處理器9選用STM32F407 32位Cortex_M4架構(gòu)ARM核，帶FPU，和DSP指令，可進(jìn)行硬件浮點(diǎn)計(jì)算，最高主頻達(dá)168MHz。
[0056]綜上所述，本發(fā)明中被測(cè)索體不需要明確邊界條件，幾乎只要是導(dǎo)磁性索就可以使用，應(yīng)用范圍特別廣泛；各個(gè)原件耐久性能好，可以長(zhǎng)期野外使用；采用18位精度高速AD，精度高測(cè)量準(zhǔn)確；采用工業(yè)級(jí)磁耦合隔離485專用芯片，隔離電壓高達(dá)5000V，可抵抗15kV靜電干擾；采用10/100Mb/s自適應(yīng)工業(yè)級(jí)網(wǎng)卡芯片，無(wú)錯(cuò)傳輸可達(dá)150米。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用附屬在其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:包括低噪聲電源管理裝置、升壓裝置、降壓裝置、線性調(diào)壓裝置、磁通量傳感器、MOS管、兩個(gè)差分運(yùn)算放大器、兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器、485隔離電路、網(wǎng)卡及SD卡存儲(chǔ)器；所述的升壓裝置的一端與所述的降壓裝置的一端連接，所述的降壓裝置的另一端與所述的線性調(diào)壓裝置的一端連接；所述的磁通量傳感器呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述的磁通量傳感器套置在被測(cè)索體上，所述的磁通量傳感器的一側(cè)兩端分別與所述的線性調(diào)壓裝置的另一端、MOS管的一端及其中一個(gè)所述的差分運(yùn)算放大器的一端連接，所述的MOS管的另一端接地，所述的磁通量傳感器的另一側(cè)兩端分別與另一個(gè)所述的差分運(yùn)算放大器的一端連接；所述的兩個(gè)差分運(yùn)算放大器的另一端分別與所述的兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一端對(duì)應(yīng)連接，所述的兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一端分別與所述的中央處理器對(duì)應(yīng)連接，所述的485隔離電路、網(wǎng)卡、SD卡存儲(chǔ)器的一端分別與所述的中央處理器連接，形成測(cè)試儀本體；所述的低噪聲電源管理裝置的輸出端與所述的測(cè)試儀本體連接，所述的低噪聲電源管理裝置的另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:所述的網(wǎng)卡為10/100Mb/s 自適應(yīng)工業(yè)級(jí)芯片 DP83848I_PT_48。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:還包括看門狗，所述的看門狗與所述的中央處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:所述的升壓裝置為L(zhǎng)M2586穩(wěn)壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:所述的降壓裝置為L(zhǎng)M2596開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，所述的降壓裝置的可調(diào)電壓為33V、25V、15V及9V，所述的降壓裝置內(nèi)含固定頻率振蕩器、基準(zhǔn)穩(wěn)壓器、保護(hù)電路、電流限制及熱關(guān)斷電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:所述的線性調(diào)壓裝置為TPS7A4701穩(wěn)壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:所述的差分運(yùn)算放大器為AD8139放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀，其特征在于:所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器為AD7641芯片。
9.一種利用權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀的測(cè)試方法，其特征在于:該方法至少包括如下步驟: 步驟1:所述的低噪聲電源管理裝置輸入24V3A電源； 步驟2:所述的升壓裝置將所述的24V3A電源升高到35V2A電源； 步驟3:所述的降壓裝置將所述的35V2A電源下降到33V\25V\15V\9V可調(diào)電壓，并輸入所述的線性調(diào)壓裝置； 步驟4:在所述的中央處理器中輸入被測(cè)索體的直徑、長(zhǎng)度、材料性能，所述的中央處理器計(jì)算出應(yīng)該使用的激勵(lì)電壓，并存儲(chǔ)此配置信息； 步驟5:所述的中央處理器計(jì)算出的激勵(lì)電壓輸入到所述的磁通量傳感器的激勵(lì)線圈，產(chǎn)生激勵(lì)電流； 步驟6:所述的激勵(lì)電流經(jīng)過(guò)其中一個(gè)所述的差分運(yùn)算放大器放大濾波后，輸入其中一個(gè)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 步驟7:其中一個(gè)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后，輸入所述的中央處理器； 步驟8:所述的磁通量傳感器的激勵(lì)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，并對(duì)被測(cè)索體進(jìn)行勵(lì)磁，與此同時(shí)，所述的磁通量傳感器的感應(yīng)線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電壓； 步驟9:所述的感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)另一個(gè)所述的差分運(yùn)算發(fā)達(dá)器放大濾波后，輸入另一個(gè)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后，輸入所述的中央處理器； 步驟10:所述的中央處理器通過(guò)對(duì)激勵(lì)電流和感應(yīng)電壓以及被測(cè)索體的配置信息進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出實(shí)時(shí)索力； 步驟11:所述的SD卡存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所述的中央處理器中實(shí)時(shí)計(jì)算出的索力值。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種導(dǎo)磁性索的高精度索力測(cè)試儀及其測(cè)試方法，包括低噪聲電源管理裝置、升壓裝置、降壓裝置、線性調(diào)壓裝置、磁通量傳感器、MOS管、兩個(gè)差分運(yùn)算放大器、兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器、485隔離電路、網(wǎng)卡及SD卡存儲(chǔ)器。本發(fā)明中被測(cè)索體不需要明確邊界條件，幾乎只要是導(dǎo)磁性索就可以使用，應(yīng)用范圍特別廣泛；各個(gè)原件耐久性能好，可以長(zhǎng)期野外使用；采用18位精度高速AD，精度高測(cè)量準(zhǔn)確；采用工業(yè)級(jí)磁耦合隔離485專用芯片，隔離電壓高達(dá)5000V，可抵抗15kV靜電干擾；采用10/100Mb/s 自適應(yīng)工業(yè)級(jí)網(wǎng)卡芯片，無(wú)錯(cuò)傳輸可達(dá)150米。
【IPC分類】G01L5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104807585
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510240227
【發(fā)明人】張少荃, 張韻秋
【申請(qǐng)人】上海同磊土木工程技術(shù)有限公司, 上海漲韻電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月13日