8051单片机机车试验设备数据采集系统的设计+电路图+程序(3)
1.3 国内外研究现状
1.4 本论文的主要工作
本论文的主要任务是采用单片机实现机车试验设备数据采集系统的设计，即把实际中已存在的多个数据采集器的功能集成在一个数据采集器中，要求该系统能实时、准确、可靠地采集现场数据，包括直流参数、交流参数、接触电阻、时间和温度，既可以在现场利用键盘输入命令指令和实现数据的显示，也可以经RS-485通信接口将数据反馈给计算机，实现对系统的监控。
2 硬件系统设计
2.1 数据采集器设计思路
2.1.1数据采集器的测量参数
本次设计的数据采集器是针对机车试验设备进行的，所以首先要了解机车试验设备的相关数据采集器的测量参数，例如EDSC-A型耐压试验数据采集器,主要是测量交流电压、泄漏电流和耐压时间[5]。由于本论文的设计目的是将多个数据采集器用一个数据采集器进行代替，所以首先要了解它们的参数，整理如下：
1、直流参数：例如EDSC-H型数据采集器，可测直流电流是50A，直流电压是120V；EDSC-C型数据采集器，可测最低分合闸电压为77V；
2、交流电流：例如EDSC-E型数据采集器，可测得电机电流是100A；EDSC-H型数据采集器，可测得三相电流为50A；
3、交流电压：0-10KV；
4、接触电阻：200μΩ；
5、温度：主要指轴承温度和轴箱温度，温度在0-199℃内变化。
2.1.2 系统功能
具体功能如下：
（1）能够对机车试验设备的多组数据采集后，并进行参数的测试；
（2）能够在现场通过键盘控制和显示测试的参数与当前的运行状态；
（3）能通过RS-485接口与上位机进行数据通信。
2.1.3 设计框图
数据采集器的设计可以分为硬件和软件两部分。其中硬件部分的总框图如图2-1所示，采集量先通过传感器，将非电的物理量转换为模拟电量，再经放大、滤波处理，其中放大器是放大信号以有效利用A/D转换器的最大分辨率,然后利用多路模拟开关可以分时选用多个输入通道的某一路信号进入模拟的转换部分，即采样/保持电路和A/D转换电路，将模拟量转换为数字量，最后利用8051单片机，既可以通过通信接口与上位机进行通信，也可以I/O扩展，外接显示器、键盘等设备[5]。