传感器数据采集

传感器数据采集系统

目录

1数据采集方式 (3)

2系统架构 (5)

2.1 采用总线型方式实现 (5)

2.2 采用无线通讯方式 (5)

2.3 两者比较 (5)

3换能器类型 (6)

3.1 流量计 (6)

3.2 电能计量表 (7)

3.3 压力传感器 (7)

4换能器选型 (8)

4.1 流量计 (8)

4.2 电能计量表 (9)

4.3 压力传感器 (9)

1数据采集方式

数据采集通常有两种，一种是从数据源收集、识别和选取数据的过程。另一种是数字化、电子扫描系统的记录；

工业上的数据采集系统大致可以分为四类：

1) 基于通用微型计算机（如PC机）的数据采集系统

这种系统主要功能是将采集来的信号通过外部的采样和A/D转换后的数字信号通过接口电路送入微机进行处理，然后再显示处理结果或经过D/A转换输出。它主要有以下几个优缺点：

a) 系统较强的软、硬件支持。通用微型计算机系统所有的软、硬件资源都

可以用来支持系统进往工作。

b) 具有自主开发能力。

c) 系统的软硬件的应用配置比较小，系统的成本较高，但二次开发时，软

硬件扩展能力较好。

d) 固在工业环境中运行的可靠性差，对安放的环境要求较高。程序在RAM

中运行，易受外界干扰破坏。

2) 基于单片机的数据采集系统

它是由单片机及其一些外围芯片构成的数据采集系统，具有如下优缺点：

a) 系统不具有自主开发能力。因此，系统的软硬件开发必须借助开发工具。

b) 系统的软硬件设计与配置规模都是以满足数据采集系统功能要求为原

则，因此系统的软硬件应用，配置比接近于1，具有最佳的性价比；系

统的软件一般都有应用程序。

c) 系统的可靠性好，使用方便。应用程序在ROM中运行不会因外界的干

扰而破坏，而且上电后系统立即进入用户状态。

3) 基于DSP数字信号微处理器的数据采集系统

DSP数据采集系统设计器有能力响应和处理采样模拟信号得到的数据流，如乘法和累加求和运算等。如常用的数字信号处理芯片有两种类型，一种是专用DSP芯片，另一种是通用DSP芯片。基于DSP数字信号微处理器的数据采集系统的特点如下：精度高、灵活性好、可靠性高、容易集成、分时复用等，但同时其价格不菲。

4) 基于混合型计算机采集系统

这是一种近年来随着8位单片机出现而在计算机应用领域中迅速发展的一种系统结构形式。它是由通用计算机（PC机）与单片机通过标准总线（例如RS-485标准）相连而成。单片机及其外围电路构成的部分是专为数据采集等功能的要求而配置的，主机则承担数据采集系统的人机对话、大容量的计算、记录、打印、图形显示等任务。混合型计算机数据采集系统有以下特点：

a) 通常具有自开发能力。

b) 系统配置灵活，易构成各种大中型测控系统。

c) 主机可远离现场而构成各种局域网络系统。

d) 充分利用主机资源，但不会占有主机的全部CPU时间。

2 系统架构

2.1 采用总线型方式实现

2.2 采用无线通讯方式

2.3 两者比较

总线型传输方式，采用RS485两线制构建分布式系统，实现半双工通信，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器，通讯距离在1.2km 范围内波特率可达

……

远程用户

远程用户

100kb/s，超过此距离就得使用中继器，增大传输距离；采用无线通信方式，对车间复杂环境，减少了布线的困扰，且传输速度比总线方式快；相对总线通信方式，无线通信系统具有更高灵活性，数据采集点变更方便，系统布置简单，只需在合适的位置放置无线收发器，即可搭建一个连接局域网的数据采集网络；

3换能器类型

3.1流量计

流量计分为转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分类：液体流量计和气体流量计。

应用比较多的换能器是外夹式和插入式，根据不同的环境，使用的传感器工作原理也不同

1) SBL靶式流量计

在小流量、高粘度、易凝易堵、高低温、强腐蚀、强震动等流量计量困难的工况中具有很好的适应性。广泛应用于冶金、石油、化工、能源、食品、环保等各个领域的流量测量。

2) 差压式流量计

差压式流量计应用在封闭管道的流量测量。测量的流体各种各样，如单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。但测量精度普遍较低，现场条件要求高，切压损大；

3) 容积式流量计

容积式流量计计量精度高，安装管道条件对计量精度没有影响但会产生噪声及振动；可用于高粘度液体的测量；直读式仪表无需外部能源可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。但不适用于高、低温场合且大部分仪表只适用于洁净单相流体；

4) 电磁流量计

电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。无压力损失，测量范围大，电磁流量变送器的口径从2.5mm到2.6m。测量中不受流体的温度、压力、密度和粘度的影响。但其有一定的局限性，它只能测量导电介质的液体流量，不能测量非导电介质的流量，对环境工作环境要求高，细微的偏差会导致测量不准确；

5) 超声波流量计

超声波流量计是一种非接触式测量仪表，可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响；但其温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。抗干扰能力差，易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度；

3.2电能计量表

电能表可分为感应式（机械式）电能表、静止式（电子式）电能表、机电一体式（混合式）；电子式管理型电表拥有通讯接口，如GPRS、无线通讯、RS485；

3.3压力传感器

传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。