多通道数据记录仪数据采集电路设计与仿真

摘要

数据采集技术是现代信息科学的一个重要分支,它与传感器、信号处理以及计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。它研究的范围是数据信息的采集、处理、控制以及存储等,并能够在测量、控制以及监测等领域内广泛应用。因此,数据采集对促进国民经济各部门技术进步以及提高社会经济效益都具有很重要的意义,其装备水平也在很大程度上反映了一个国家的生产力以及科学技术的发展水平。随着科技的发展,数据采集技术也得到广泛应用,而人们对数据采集技术的各项指标如精度、采集速度、输入范围以及抗干扰能力等方面,都提出了越来越高的要求。本文作者参与了多通道数据记录仪的设计与制作项目,该数据记录仪具有相互隔离的四个传感器通道,每个测量通道允许输入范围为0-24mA、0-50mV、0-10V、多种热电阻和热电偶等传感器,在传感器将温度、电流、电压等物理量采集之后,通过A/D转换器将物理信息转换成数字信息,最后送至MCU进行处理、显示以及存储等。该数据记录仪具有体积小、多通道、采集种类多等特点,可以准确地测量温度、标准电流等参数。
　　 本文以多通道数据记录仪数据采集电路的设计与仿真为线索,详细介绍了多通道数据采集系统的组成结构及功能特性,分章节阐述了该记录仪的各个功能模块,并重点介绍了作者所完成的前端数据采集部分。根据对设计方案的分析确定了A/D转换芯片、信号调理芯片、多路模拟开关芯片、多通道隔离器件的选型,并进行相关外围电路的设计,仿真结果表明能够达到预期设计目标。