專利名稱：傳感器工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種監(jiān)測裝置，尤其是傳感器的監(jiān)測，屬于傳感器及電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，傳感器是在電子檢測控制設(shè)備輸入部分中起檢測信號作用的器件，其工作的穩(wěn)定性和可靠性直接決定了測量數(shù)據(jù)的精度。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)過程中，需要對各種各樣的參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，這就要求傳感器能感受被測非電量并將其轉(zhuǎn)換成與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的電量，該函數(shù)關(guān)系即傳感器的輸入輸出特性。國內(nèi)目前的傳感器測量監(jiān)控系統(tǒng)，對于某個被測模擬量，例如重量、溫度等，大多采用多個傳感器并聯(lián)進(jìn)入同一個測量電路，對采集多個模擬量集中處理和變換，而后將測量數(shù)據(jù)顯示在人機(jī)交互界面上。該方式下傳感器工作吋，內(nèi)部電橋電路在激勵電壓作用下，電橋輸出與負(fù)荷呈線性變化，通過放大和A/D轉(zhuǎn)換，將處理后的數(shù)據(jù)作為測量值顯示和控制依據(jù)，即實(shí)際測量數(shù)據(jù)為所有傳感器的測量值的疊加處理，并不能反映出每個傳感器的工作狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，該傳感器測量方式在惡劣環(huán)境中經(jīng)常導(dǎo)致下述問題，由于多個傳感器并聯(lián)進(jìn)入同一測量回路，其中某ー個出現(xiàn)故障，輸出電壓與實(shí)際負(fù)荷呈非線性變化，將引起很大的測量誤差，而工作人員無法發(fā)現(xiàn)此誤差，進(jìn)而嚴(yán)重傳感器的測量可靠性。這種傳統(tǒng)的傳感器測量安裝方式，在多個傳感器的測量應(yīng)用中，難以發(fā)現(xiàn)傳感器的非線性故障，且不能實(shí)現(xiàn)對每個傳感器エ況的實(shí)時監(jiān)測，對測量精度和可靠性要求高的生產(chǎn)領(lǐng)域具有很大的局限性。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供ー種對所有傳感器進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是傳感器工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器、傳感器電源盒、信號調(diào)理板，每個傳感器分別接連接各自的傳感器電源盒，傳感器電源盒內(nèi)裝有放大器模塊；每個傳感器的輸出信號經(jīng)過各自傳感器電源盒放大后，接至信號調(diào)理板相應(yīng)的通道。本實(shí)用新型的有益效果是，能夠?qū)崿F(xiàn)對所有傳感器測量數(shù)據(jù)的采集，使測量數(shù)據(jù)反應(yīng)在エ控機(jī)(或顯示、記錄設(shè)備)上，實(shí)現(xiàn)對每個傳感器信號采集和處理的實(shí)時監(jiān)測。反應(yīng)出故障傳感器及其故障狀態(tài)并報(bào)警；在傳感器運(yùn)行中，某個傳感器出現(xiàn)非線性故障，輸入輸出特性非線性化，能夠在エ控程序中進(jìn)行顯示和報(bào)警，通知工作人員處理。從而實(shí)現(xiàn)對傳感器工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測。本實(shí)用新型能夠在傳統(tǒng)傳感器測量回路的基礎(chǔ)上簡單實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)施只須每個傳感器増加獨(dú)立的傳感器放大器和信號采集通道，且在エ控機(jī)中進(jìn)行エ控程序修改即可實(shí)現(xiàn)。

圖1是本實(shí)用新型測量原理接線圖；[0007]圖2是傳統(tǒng)傳感器測量原理接線圖。圖中零部件及編號SI—傳感器1，S2—傳感器2，S3—傳感器，Sn—傳感器n ；PI—傳感器電源盒1，P2—傳感器電源盒2，P3—傳感器電源盒3， Pn一傳感器電源盒n ；CHO—通道 0，CHl—通道 I，CH2—通道 2，CH3—通道 3，CHn—通道 n ；D 一イ目號調(diào)通板。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。參見圖1，傳感器 工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器Sn、傳感器電源盒PnJf號調(diào)理板D，每個傳感器Sn分別接連接各自的傳感器電源盒(Pn)，傳感器電源盒Pn內(nèi)裝有放大器模塊；每個傳感器Sn的輸出信號經(jīng)過各自傳感器電源盒Pn放大后，接至信號調(diào)理板D相應(yīng)的通道CHn。本實(shí)用新型的目的是實(shí)現(xiàn)對傳感器工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測。其結(jié)構(gòu)包括傳感器、放大器、信號調(diào)理板、エ控機(jī)(信號處理、顯示、記錄、控制)等。以下結(jié)合混凝土拌和樓稱量傳感器的監(jiān)測系統(tǒng)電路圖，闡述傳感器工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)點(diǎn)。圖1中，稱量料斗傳感器S1、S2、S3分別獨(dú)立接一個傳感器電源盒，為Pl、P2、P3，每個傳感器電源盒由交流12. 5V電源供電，盒內(nèi)裝有放大器模塊，起信號放大作用，每個傳感器的輸出信號經(jīng)過各自獨(dú)立傳感器電源盒放大后，接至信號調(diào)理板D不同的通道CH0、CH1、CH2，即每個傳感器設(shè)置獨(dú)立的信號采樣和處理回路。傳感器工作中，エ控機(jī)將對每個傳感器的輸出信號進(jìn)行采集、放大、濾波、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換及運(yùn)算處理后，在操作界面實(shí)時顯示出每個傳感器的測量數(shù)據(jù)及其疊加值(稱量值)。由于傳感器對稱位置安裝，測量數(shù)據(jù)理想狀態(tài)下相同，エ控程序通過對三個傳感器測量信號的運(yùn)算比較，對誤差超過允許范圍時進(jìn)行故障報(bào)警，從而反映出故障傳感器以及稱量料斗的傾斜等情況。各傳感器的測量數(shù)據(jù)分別在自動化設(shè)備(如エ控機(jī))內(nèi)部根據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，顯示在人機(jī)交互界面，同時，在自動化設(shè)備操作界面顯示每個傳感器的測量數(shù)據(jù)和疊加值，并通過對稱各傳感器的采集數(shù)據(jù)的比較，對超過允許范圍的傳感器非線性故障和稱量設(shè)備的傾斜等因素報(bào)警，以通知工作人員處理和維修。CHO、CHl、CH2、... CHn為信號調(diào)理板D的信號通道O、通道1、通道2、...通道n，各通道均有兩個接線端，對應(yīng)為A1/A2、A3/A4、B1/B2等。V+/V-為三個傳感器信號放大和疊加處理后的電壓信號，反饋至信號調(diào)理板；E+/E-為傳感器輸入信號接線端，S+/S-為傳感器輸出信號接線端；彳士 k為。安谷水電站拌和系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，進(jìn)行了傳感器工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)研究和應(yīng)用。在以往的拌和系統(tǒng)工程實(shí)際中，每個骨料、外加劑等稱量料斗均對稱設(shè)置有三個傳感器，三個傳感器采用傳統(tǒng)的測量回路方式，即測量信號并聯(lián)疊加后通過放大器、濾波電路、エ控機(jī)等的處理后，顯示測量值在エ控機(jī)操作界面。在拌和系統(tǒng)運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生其中某個傳感器故障，導(dǎo)致操作界面的測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)很大誤差，故障狀況難以發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重影響拌和系統(tǒng)的稱量精度。通過新型傳感器工作狀態(tài)的檢測系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對所有傳感器的實(shí)時監(jiān)測和故障報(bào)警，很好的解決了這ー實(shí)際問題，提高了稱量系統(tǒng)的精度和準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的傳感器測量系統(tǒng)(如圖2所示)在應(yīng)用中存在一下主要缺陷一、實(shí)際測量中，由于各傳感器輸出信號并聯(lián)疊加處理，エ控機(jī)監(jiān)測到的是各傳感器測量信號的疊加值(端子V+/V-輸出)，若其中某一個傳感器出現(xiàn)非線性故障，或其測量回路的4芯屏蔽線損壞，將造成很大的測量誤差，此故障難以發(fā)現(xiàn)。ニ、各個傳感器由于對稱安裝，理想狀態(tài)下，三只傳感器的測量信號應(yīng)相同。若稱量中，稱量料斗發(fā)生很大傾斜，將導(dǎo)致三只傳感器測量輸出信號間誤差増大，影響傳感器エ作的穩(wěn)定性。圖2中，稱量料斗對稱安裝有三只S型傳感器，各傳感器的輸入、輸出信號通過4芯屏蔽線傳輸。在傳感器電源盒中，輸入信號線接E+/E-，輸出信號接S+/S-。傳感器電源盒通過 12. 5V交流電源供電，傳感器電源盒內(nèi)置放大器，起信號放大的作用，V+/V-為3個傳感器輸出信號并聯(lián)疊加處理后的電壓信號，通過2芯屏蔽線，接エ控機(jī)內(nèi)部信號調(diào)理板的信號通道CH0，信號調(diào)理板主要是對信號起到濾波作用，濾波后的信號經(jīng)過エ控機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換等處理后，在エ控機(jī) 操作界面顯示測量數(shù)據(jù)(稱量值)。
權(quán)利要求1.一種傳感器工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器(Sn)、傳感器電源盒(Pn)、信號調(diào)理板(D)，其特征在于，每個傳感器(Sn)分別接連接各自的傳感器電源盒(Pn)，傳感器電源盒(Pn)內(nèi)裝有放大器模塊；每個傳感器(Sn)的輸出信號經(jīng)過各自傳感器電源盒(Pn)放大后，接至信號調(diào)理板(D)相應(yīng)的通道(CHn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種傳感器工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，屬于傳感器及電子技術(shù)領(lǐng)域。它包括傳感器、傳感器電源盒、信號調(diào)理板，每個傳感器分別接連接各自的傳感器電源盒，傳感器電源盒內(nèi)裝有放大器模塊；每個傳感器的輸出信號經(jīng)過各自傳感器電源盒放大后，接至信號調(diào)理板相應(yīng)的通道。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對所有傳感器測量數(shù)據(jù)的采集,使測量數(shù)據(jù)反應(yīng)在工控機(jī)(或顯示、記錄設(shè)備)上，實(shí)現(xiàn)對每個傳感器信號采集和處理的實(shí)時監(jiān)測。反應(yīng)出故障傳感器及其故障狀態(tài)并報(bào)警；在傳感器運(yùn)行中，某個傳感器出現(xiàn)非線性故障，輸入輸出特性非線性化，能夠在工控程序中進(jìn)行顯示和報(bào)警，通知工作人員處理。從而實(shí)現(xiàn)對傳感器工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測。
文檔編號G01D18/00GK202885859SQ201220578830
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者余淑娟, 陳雁高, 王鵬, 王偉鵬 申請人:中國水利水電第七工程局有限公司