一種基于pc計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于弱磁場檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PC計算機(jī)產(chǎn)品、通信設(shè)備、消費(fèi)類電子設(shè)備在人們的生產(chǎn)工作中發(fā)揮了越來越大的作用?，F(xiàn)有的同類產(chǎn)品中，如FHD-1磁力儀，不足是無法提供數(shù)據(jù)存儲功能，并且難以實時直觀觀察磁場信號的變化及頻率等參數(shù)。如北京某公司的MCL-5磁力儀，是將探頭輸出的電壓值進(jìn)行采樣與模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)由液晶顯示器顯示，根據(jù)設(shè)置，可將轉(zhuǎn)換的信號存儲值flash閃存或發(fā)送至PC計算機(jī)串口。其不足是體積大、功能有限，并且由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，難易進(jìn)行其他功能的擴(kuò)展，同時，串口通信的組網(wǎng)能力較差，PC計算機(jī)對應(yīng)多個磁力儀時，實現(xiàn)難度大；串口通信速率慢，同時由于通信協(xié)議的缺陷，易造成丟幀的狀況；串口接口參數(shù)項較多，如果在未知磁力儀的串口參數(shù)的情況下，很難窮舉找到合適的參數(shù)，為儀器的通用性帶來了難度；進(jìn)行程序開發(fā)時，串口具有獨(dú)占性，無法采用多線程編程對某個串口進(jìn)行同時操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，具有易組網(wǎng)、高通信速率、接口簡單、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，包括高精度磁傳感器，數(shù)據(jù)采集模塊，PC計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊包括主控MCU、以太網(wǎng)卡、數(shù)字隔離器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、抗混疊濾波器，主控MCU 一端連接以太網(wǎng)卡，另一端連接數(shù)字隔離器，以太網(wǎng)卡連接PC計算機(jī)，數(shù)字隔離器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、抗混疊濾波器、高精度磁傳感器依次連接。
[0006]所述的磁傳感器通過線纜連接至數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過網(wǎng)線連接至PC計算機(jī)，或PC計算機(jī)所在局域網(wǎng)。
[0007]所述的數(shù)據(jù)采集模塊采用電池供電，同時數(shù)據(jù)采集模塊內(nèi)部的電源模塊為磁傳感器供電，為單電源供電。
[0008]所述的PC計算機(jī)借助路由器可實現(xiàn)對多臺磁力儀的組網(wǎng)。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]本方案利用高精度磁傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、PC計算機(jī)軟件，實現(xiàn)了易組網(wǎng)，高通信速率，接口簡單，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的數(shù)字化磁場測量，并且通過PC計算機(jī)軟件，實現(xiàn)了磁場信號的采集與處理的融合。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2為本實用新型的應(yīng)用連接示意圖。
[0013]其中，I為主控MCU ;2為以太網(wǎng)卡；3為數(shù)字隔離器；4為模數(shù)轉(zhuǎn)換器；5為抗混疊濾波器；6為高精度磁傳感器；7為PC計算機(jī)；8為數(shù)據(jù)采集模塊；9為路由器。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進(jìn)一步敘述。
[0015]如圖1所示，一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，包括高精度磁傳感器6，數(shù)據(jù)采集模塊8，PC計算機(jī)7，數(shù)據(jù)采集模塊8由主控MCU1、以太網(wǎng)卡2、數(shù)字隔離器3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、抗混疊濾波器5組成，主控MCUl —端連接以太網(wǎng)卡2，另一端連接數(shù)字隔離器3，以太網(wǎng)卡2連接PC計算機(jī)7，數(shù)字隔離器3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、抗混疊濾波器5、高精度磁傳感器6依次連接；
[0016]所述的高精度磁傳感器起到將磁場信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的作用。
[0017]所述的抗混疊濾波器起到對高精度磁傳感器輸出的模擬電信號進(jìn)行低通濾波，防止模擬電信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)生頻譜混疊的作用。
[0018]所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器起到對模擬電信號進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，同時在轉(zhuǎn)換完成后，將數(shù)字信號發(fā)送至主控MCU的作用；
[0019]所述的數(shù)字隔離器起到將主控MCU的電源線路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電源線路隔離開，同時起到主控MCU接口電平和模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口電平之間的轉(zhuǎn)換作用；
[0020]所述的主控MCU起到處理各種接口的通信協(xié)議及以太網(wǎng)協(xié)議的頂層協(xié)議，并將PC計算機(jī)的指令進(jìn)行解析，做出對應(yīng)的工作的作用，對應(yīng)的工作包含控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣和將采樣的數(shù)字信號傳輸至PC計算機(jī)；
[0021]所述的以太網(wǎng)卡起到處理以太網(wǎng)協(xié)議的底層協(xié)議，負(fù)責(zé)主控MCU與PC計算機(jī)之間的通信的作用；
[0022]所述的PC計算機(jī)軟件7的功能是通過控制PC計算機(jī)網(wǎng)卡發(fā)收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)向磁力儀發(fā)送指令和從磁力儀接收數(shù)字信號；在每次接收到數(shù)字信號后，PC計算機(jī)軟件7對數(shù)字信號進(jìn)行平均和數(shù)字濾波等數(shù)字信號處理，還原為磁場信號，同時將磁場信號通過時間-磁場二維圖像和文本的形式顯示出來。根據(jù)設(shè)置，可將數(shù)字信號和磁場信號存儲至相應(yīng)文件。通過對文件的存儲與讀取，實現(xiàn)磁場信號的記錄和回放功能。
[0023]所述的磁傳感器通過線纜連接至數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊通過網(wǎng)線連接至PC計算機(jī)，或PC計算機(jī)所在局域網(wǎng)。
[0024]所述的數(shù)據(jù)采集模塊采用電池供電，同時數(shù)據(jù)采集模塊內(nèi)部的電源模塊為磁傳感器供電，為單電源供電。
[0025]所述的PC計算機(jī)借助路由器可實現(xiàn)對多臺磁力儀的組網(wǎng)。
[0026]一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀的應(yīng)用包括以下步驟:
[0027]I)首先啟動PC計算機(jī)，PC計算機(jī)在在局域網(wǎng)內(nèi)建立服務(wù)器，等待作為客戶端的磁力儀連接；
[0028]2)磁力儀上電后，主控MCU控制以太網(wǎng)卡初始化通信協(xié)議，發(fā)送連接請求至PC計算機(jī)，PC計算機(jī)在接收到請求后，與磁力儀建立通信連接，并發(fā)送開始工作指令；
[0029]3)主控MCU在接收到開始工作指令后，經(jīng)數(shù)字隔離器，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器開始工作，將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號；
[0030]5)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入模擬信號為高精度磁傳感器經(jīng)抗混疊濾波器濾波后的信號。
[0031]6)PC計算機(jī)每隔固定時間向主控MCU發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)指令，當(dāng)采集的數(shù)字信號達(dá)到一定數(shù)量時，主控MCU將這些數(shù)字信號傳輸至PC計算機(jī)。
[0032]7)PC計算機(jī)在收到數(shù)字信號后，將數(shù)字信號做平均，數(shù)字濾波等數(shù)字信號處理，繪制出時間-磁場二維圖像，并以文本的形式顯示磁場數(shù)值，同時可將數(shù)字信號存儲至文件中，方便用戶進(jìn)行回放。
[0033]如圖2所示，PC計算機(jī)7借助路由器9即可實現(xiàn)對多臺磁力儀的組網(wǎng)，在多個磁力儀組網(wǎng)時，無需對磁力儀網(wǎng)卡進(jìn)行設(shè)置，加入路由器9的局域網(wǎng)即可實現(xiàn)組網(wǎng)，PC計算機(jī)7啟動建立服務(wù)器成功后，多個磁力儀作為客戶端均可通過路由器連接PC計算機(jī)7，PC計算機(jī)7通過對PC計算機(jī)網(wǎng)卡進(jìn)行多線程編程，實現(xiàn)單個網(wǎng)卡控制整個組網(wǎng)的磁場信號采樣。
[0034]對于C類子網(wǎng)192.168.1.0掩碼255.255.255.0，該子網(wǎng)內(nèi)可容納254臺主機(jī)，即I臺PC計算機(jī)在此C類子網(wǎng)內(nèi)，最多可以連接253臺磁力儀。
【主權(quán)項】
1.一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，包括高精度磁傳感器(6)，數(shù)據(jù)采集模塊(8)，PC計算機(jī)(7)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集模塊(8)由主控MCU (1)、以太網(wǎng)卡(2)、數(shù)字隔離器(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、抗混疊濾波器(5)組成，主控MCU (I)—端連接以太網(wǎng)卡(2)，另一端連接數(shù)字隔離器(3)，以太網(wǎng)卡(2)連接PC計算機(jī)(7)，數(shù)字隔離器(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、抗混疊濾波器(5)、高精度磁傳感器(6)依次連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，其特征在于，所述的精度磁傳感器(6)通過線纜連接至數(shù)據(jù)采集模塊(8)，數(shù)據(jù)采集模塊(8)通過網(wǎng)線連接至PC計算機(jī)(7)，或PC計算機(jī)(7)所在局域網(wǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集模塊(8)采用電池供電，同時數(shù)據(jù)采集模塊(8)內(nèi)部的電源模塊為磁傳感器供電，為單電源供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，其特征在于，所述的PC計算機(jī)(7)借助路由器可實現(xiàn)對多臺磁力儀的組網(wǎng)。
【專利摘要】一種基于PC計算機(jī)的數(shù)字化磁力儀，包括高精度磁傳感器，數(shù)據(jù)采集模塊，PC計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊包括主控MCU、以太網(wǎng)卡、數(shù)字隔離器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、抗混疊濾波器，主控MCU一端連接以太網(wǎng)卡，另一端連接數(shù)字隔離器，以太網(wǎng)卡連接PC計算機(jī)，數(shù)字隔離器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、抗混疊濾波器、高精度磁傳感器依次連接PC計算機(jī)，具有易組網(wǎng)，高通信速率，接口簡單，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01R33/02
【公開號】CN204758803
【申請?zhí)枴緾N201520436521
【發(fā)明人】李斌, 李帥
【申請人】西安華舜測量設(shè)備有限責(zé)任公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月24日