申请/专利权人：吉林大学

申请日：2024-03-04

公开（公告）日：2024-05-07

公开（公告）号：CN117826691B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042;G01P15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.07#授权;2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要：本发明涉及一种IEPE兼容接口数据采集系统，涉及传感器信号采集技术领域，其中包括IEPE接口电路，IEPE接口电路输出端经滤波电路依次串联连接电压转换模块、滤波电路、模数转换驱动器和全差分Σ‑Δ型ADC。所述信号采集系统还包括恒流源模块、5V稳压电源模块、ADC基准源模块、26V稳压电源模块和DAC直流偏置补偿模块。所述信号处理电路用于在接收到所述IEPE传感器发送的原始加速度信号后，对所述原始加速度信号进行信号处理，得到加速度信号。本发明是采用直流耦合解决方案，可实现直流和亚赫兹精度。

主权项：1.一种IEPE兼容接口数据采集系统，其特征在于，包括：IEPE接口电路，采用BNC接口与IEPE加速度传感器连接，用于驱动IEPE加速度传感器并接收IEPE加速度传感器返回的电信号；电压转换模块，与IEPE接口电路以及DAC直流偏置补偿模块连接，由所述DAC直流偏置补偿模块提供转换电压并通过电压转换模块降低输入电压，用于适应模数转换驱动器的输入要求；滤波电路，与电压转换模块连接，用于滤除高频噪声；模数转换驱动器，连接滤波电路以及全差分Σ-Δ型ADC，将单端信号转换为差分信号；全差分Σ-Δ型ADC，与滤波电路和模数转换驱动器连接，接收来自模数转换驱动器的差分信号，将接收的差分信号转化为数字信号形式传输给单片机，并为滤波电路以及模数转换驱动器提供参考电压；单片机，控制DAC直流偏置补偿模块输出电压信号至电压转换模块；5V稳压电源模块，分别为电压转换模块、滤波电路、模数转换驱动器以及全差分Σ-Δ型ADC提供工作电压；26V稳压电源模块，输出端与恒流源电路以及DAC直流偏置补偿模块连接，为所述恒流源电路以及DAC直流偏置补偿模块提供工作电压；ADC基准源模块，输出端与所述全差分Σ-Δ型ADC连接，为所述全差分Σ-Δ型ADC提供基准电压；所述DAC直流偏置补偿模块，输出端与电压转换模块连接，接收来自单片机的控制信号，采用最小二乘平均算法，用于找到转换电压，使输入电压直流转换以抵消直流偏置电压，使得全差分Σ-Δ型ADC仅接收输入电压的交流部分；所述采用最小二乘平均算法，用于找到转换电压，包括以下步骤：单片机控制DAC直流偏置补偿模块输出电压信号xi，全差分Σ-Δ型ADC记录平均电压yi；根据得到的电压信号xi和平均电压yi进行直线拟合，建立形式线性模型；其中，m表示y对x的变化率，c表示截距，y表示平均电压的值，x表示DAC直流偏置补偿模块输出电压信号大小；根据建立的线性模型，计算每个观测值与线性模型预测值之间的差，即残差；计算残差的平方和，采用梯度下降算法调整线性模型的参数以最小化残差的平方和，使得线性模型预测值与实际观测值的差异最小，对线性模型进行优化；根据优化后的线性模型预估平均电压为0时DAC直流偏置补偿模块输出电压信号大小；对电压信号进行平均运算，根据运算结果对DAC直流偏置补偿模块输出电压进行微调，使平均电压等于0。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 一种IEPE兼容接口数据采集系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD