CN204758803U - 一种基于pc计算机的数字化磁力仪 - Google Patents
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Abstract
一种基于PC计算机的数字化磁力仪，包括高精度磁传感器，数据采集模块，PC计算机，数据采集模块包括主控MCU、以太网卡、数字隔离器、模数转换器、抗混叠滤波器，主控MCU一端连接以太网卡，另一端连接数字隔离器，以太网卡连接PC计算机，数字隔离器、模数转换器、抗混叠滤波器、高精度磁传感器依次连接PC计算机，具有易组网，高通信速率，接口简单，数据传输稳定的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于弱磁场检测技术领域，具体是一种基于PC计算机的数字化磁力仪。
背景技术
随着科学技术的发展，PC计算机产品、通信设备、消费类电子设备在人们的生产工作中发挥了越来越大的作用。现有的同类产品中，如FHD-1磁力仪，不足是无法提供数据存储功能，并且难以实时直观观察磁场信号的变化及频率等参数。如北京某公司的MCL-5磁力仪，是将探头输出的电压值进行采样与模数转换，经由液晶显示器显示，根据设置，可将转换的信号存储值flash闪存或发送至PC计算机串口。其不足是体积大、功能有限，并且由于其结构特点，难易进行其他功能的扩展，同时，串口通信的组网能力较差，PC计算机对应多个磁力仪时，实现难度大；串口通信速率慢，同时由于通信协议的缺陷，易造成丢帧的状况；串口接口参数项较多，如果在未知磁力仪的串口参数的情况下，很难穷举找到合适的参数，为仪器的通用性带来了难度；进行程序开发时，串口具有独占性，无法采用多线程编程对某个串口进行同时操作。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于PC计算机的数字化磁力仪，具有易组网、高通信速率、接口简单、数据传输稳定的特点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于PC计算机的数字化磁力仪，包括高精度磁传感器，数据采集模块，PC计算机，数据采集模块包括主控MCU、以太网卡、数字隔离器、模数转换器、抗混叠滤波器，主控MCU一端连接以太网卡，另一端连接数字隔离器，以太网卡连接PC计算机，数字隔离器、模数转换器、抗混叠滤波器、高精度磁传感器依次连接。
所述的磁传感器通过线缆连接至数据采集模块，数据采集模块通过网线连接至PC计算机，或PC计算机所在局域网。
所述的数据采集模块采用电池供电，同时数据采集模块内部的电源模块为磁传感器供电，为单电源供电。
所述的PC计算机借助路由器可实现对多台磁力仪的组网。
本实用新型的有益效果是：
本方案利用高精度磁传感器、数据采集模块、PC计算机软件，实现了易组网，高通信速率，接口简单，数据传输稳定的数字化磁场测量，并且通过PC计算机软件，实现了磁场信号的采集与处理的融合。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型的应用连接示意图。
其中，1为主控MCU；2为以太网卡；3为数字隔离器；4为模数转换器；5为抗混叠滤波器；6为高精度磁传感器；7为PC计算机；8为数据采集模块；9为路由器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进一步叙述。
如图1所示，一种基于PC计算机的数字化磁力仪，包括高精度磁传感器6，数据采集模块8，PC计算机7，数据采集模块8由主控MCU1、以太网卡2、数字隔离器3、模数转换器4、抗混叠滤波器5组成，主控MCU1一端连接以太网卡2，另一端连接数字隔离器3，以太网卡2连接PC计算机7，数字隔离器3、模数转换器4、抗混叠滤波器5、高精度磁传感器6依次连接；
所述的高精度磁传感器起到将磁场信号转换成模拟电信号的作用。
所述的抗混叠滤波器起到对高精度磁传感器输出的模拟电信号进行低通滤波，防止模拟电信号经模数转换器转换为数字信号后发生频谱混叠的作用。
所述的模数转换器起到对模拟电信号进行采样，并转换为数字信号，同时在转换完成后，将数字信号发送至主控MCU的作用；
所述的数字隔离器起到将主控MCU的电源线路与模数转换器的电源线路隔离开，同时起到主控MCU接口电平和模数转换器接口电平之间的转换作用；
所述的主控MCU起到处理各种接口的通信协议及以太网协议的顶层协议，并将PC计算机的指令进行解析，做出对应的工作的作用，对应的工作包含控制模数转换器进行采样和将采样的数字信号传输至PC计算机；
所述的以太网卡起到处理以太网协议的底层协议，负责主控MCU与PC计算机之间的通信的作用；
所述的PC计算机软件7的功能是通过控制PC计算机网卡发收数据，实现向磁力仪发送指令和从磁力仪接收数字信号；在每次接收到数字信号后，PC计算机软件7对数字信号进行平均和数字滤波等数字信号处理，还原为磁场信号，同时将磁场信号通过时间-磁场二维图像和文本的形式显示出来。根据设置，可将数字信号和磁场信号存储至相应文件。通过对文件的存储与读取，实现磁场信号的记录和回放功能。
所述的磁传感器通过线缆连接至数据采集模块，数据采集模块通过网线连接至PC计算机，或PC计算机所在局域网。
所述的数据采集模块采用电池供电，同时数据采集模块内部的电源模块为磁传感器供电，为单电源供电。
所述的PC计算机借助路由器可实现对多台磁力仪的组网。
一种基于PC计算机的数字化磁力仪的应用包括以下步骤：
1）首先启动PC计算机，PC计算机在在局域网内建立服务器，等待作为客户端的磁力仪连接；
2）磁力仪上电后，主控MCU控制以太网卡初始化通信协议，发送连接请求至PC计算机，PC计算机在接收到请求后，与磁力仪建立通信连接，并发送开始工作指令；
3）主控MCU在接收到开始工作指令后，经数字隔离器，控制模数转换器开始工作，将输入的模拟信号转换成为数字信号；
5）模数转换器的输入模拟信号为高精度磁传感器经抗混叠滤波器滤波后的信号。
6）PC计算机每隔固定时间向主控MCU发送传输数据指令，当采集的数字信号达到一定数量时，主控MCU将这些数字信号传输至PC计算机。
7）PC计算机在收到数字信号后，将数字信号做平均，数字滤波等数字信号处理，绘制出时间-磁场二维图像，并以文本的形式显示磁场数值，同时可将数字信号存储至文件中，方便用户进行回放。
如图2所示，PC计算机7借助路由器9即可实现对多台磁力仪的组网，在多个磁力仪组网时，无需对磁力仪网卡进行设置，加入路由器9的局域网即可实现组网，PC计算机7启动建立服务器成功后，多个磁力仪作为客户端均可通过路由器连接PC计算机7，PC计算机7通过对PC计算机网卡进行多线程编程，实现单个网卡控制整个组网的磁场信号采样。
对于C类子网192.168.1.0掩码255.255.255.0，该子网内可容纳254台主机，即1台PC计算机在此C类子网内，最多可以连接253台磁力仪。
Claims (4)
1.一种基于PC计算机的数字化磁力仪，包括高精度磁传感器（6），数据采集模块（8），PC计算机（7），其特征在于，数据采集模块（8）由主控MCU（1）、以太网卡（2）、数字隔离器（3）、模数转换器（4）、抗混叠滤波器（5）组成，主控MCU（1）一端连接以太网卡（2），另一端连接数字隔离器（3），以太网卡（2）连接PC计算机（7），数字隔离器（3）、模数转换器（4）、抗混叠滤波器（5）、高精度磁传感器（6）依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于PC计算机的数字化磁力仪，其特征在于，所述的精度磁传感器（6）通过线缆连接至数据采集模块(8)，数据采集模块(8)通过网线连接至PC计算机(7)，或PC计算机（7）所在局域网。
3.根据权利要求1所述的一种基于PC计算机的数字化磁力仪，其特征在于，所述的数据采集模块(8)采用电池供电，同时数据采集模块(8)内部的电源模块为磁传感器供电，为单电源供电。
4.根据权利要求1所述的一种基于PC计算机的数字化磁力仪，其特征在于，所述的PC计算机(7)借助路由器可实现对多台磁力仪的组网。
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|---|---|---|---|---|
| WO2021129375A1 (zh) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 江西飞尚科技有限公司 | 一种单电源供电的同步数据采集装置及其采集方法 |
| CN113109882A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-13 | 西安华舜测量设备有限责任公司 | 一种匹配装置和方法 |
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