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专利名称：一种水力机械测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测试技术领域，具体涉及一种基于差分信号原理的便携水力机械测试仪。
背景技术：
我国水资源总量丰富，但水资源的地域分布和时间分布不均衡，泵站在洪涝、干旱中起到排水与灌溉的作用，并在区域调水、水利发电中均发挥重要作用。所以，对泵等主要水力机械进行特性测试，并得到直接准确的结果就显得尤为重要。目前现行的水力机械测试仪器中多采用单端输入的方法进行数据采集。单端输入的方法电路设计方便，实施比较容易。但是在大多数现场测量中，单端输入方法采集到的其实是一种不平衡的信号，在信号传入采集卡的过程中，十分容易受到噪声和电磁耦合干扰的影响。尤其是在大型泵站及水轮机组工作的实际工况中，噪声、电磁耦合等干扰程度是很大的，若不采取抵消干扰的措施，则采集到的数据精度和准确度都很低，甚至失真。除此之外，现在主流水力机械测试仪器主要集中测试水力机械的性能参数，比如泵效、扬程、流量、水泵功率等，针对水力机械压力脉动、振动等参数的测量是比较少的，没有现成的综合水力机械测试仪器。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能够综合测量各种试验参数、便于携带和现场试验、改进了水力机械测试仪的信号采集方式、解决了单端信号输入易受环境因素影响以致失真的问题的水力机械测试仪。为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案一种水力机械测试仪，包括信号通道，其中，每个信号通道包括电源端I、电源输入端2、备用输入端3、接地端4以及感应电阻6，感应电阻6前端接入传感器接入端9，感应电阻6后端连接感应开关5，感应开关5后连接接地端4，在感应电阻6前接入第一采集卡7， 其特征在于感应开关5后端接入第二采集卡10。其中，所述信号通道为多个。其中，所述信号通道的数量为18个。本实用新型相对于现有技术有如下优点通过改变电路，使用差分信号原理采集数据，从而使实地工况对于信号的干扰降到最低，使测量结果更为精确；并且增加了测量参数的种类，综合了常见的水力机械测试参数种类，其中包括压力脉动和振动，使得测试范围更加广泛，测试更加便捷。

图I为现有技术的水力机械测试仪的信号采集电路原理图；图2为本实用新型的水力机械测试仪的信号采集电路原理图；图3为本实用新型的水力机械测试仪的信号采集电路应用于电路板电路设计的原理图；主要组件符号说明I电源[0014]2电源输入端[0015]3备用输入端[0016]4接地端[0017]5感应开关[0018]6感应电阻[0019]7第一采集卡[0020]8传感器[0021]9传感器接入端[0022]10第二采集卡[0023]11四针接口
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明。现行的水力机械测试仪的信号采集多采用单端输入，如图I所示，为现有技术的水力机械测试仪的单端信号采集电路原理图。电路中，感应电阻6前端接入传感器接入端 9，感应电阻6后端连接感应开关5，感应开关5后连接接地端4，形成完整回路。其中，在感应电阻6前接入第一采集卡7用来采集信号。信号由传感器8传入测试仪之后，通过上述的电流回路，在感应电阻6前后两端产生电势差，但只有感应电阻6前的电信号被传入第一采集卡7。由于感应开关5后接地，所以所测信号实为感应电阻6两端的电势差。这种情况下，如果周围环境对电信号有较大的影响，则会对采集卡采集到的信号产生很大的影响，使测量结果不准确。针对上述单端输入信号采集中存在的缺点，本实用新型的信号采集采用差分信号原理，如图2所示，为本实用新型的水力机械测试仪的独立信号采集电路原理图。其中，针对图I的电路图结构，在感应开关5后端接入第二采集卡10。工作时，传感器8将待测水力机械的信号传入本实用新型的信号采集电路，信号通过采集电路后，在感应电阻6两端产生电势差，感应电阻6两端的电信号同时分别传入第一采集卡7和第二采集卡10。这两个信号在传入采集卡的过程中所处工况相同，如果在信号传入采集卡的过程中出现了信号干扰，那么两个信号所受的干扰相同，只要在后期进行信息处理分析时做差，干扰就可以相互抵消掉，得到较为精确的感应电阻6的电势差，从而提高了测量精度，极大的减少了外界工况对测量的影响。针对现有水力机械测试仪存在的不能对各参数同时测量、使得在实验中无法同时得到水力机械的各参数的缺陷，本实用新型设置18个独立的差分信号采集电路，每个独立的电路均可以接受传感器8传入的信号，且各电路之间无影响。将不同的传感器8与图3 所示四针接口 11相连后，在测试时，即可同时采集来自不同传感器传入的信号，实现同时测量水力机械的多个参数。图3为根据图2的本实用新型的水力机械测试仪的信号采集电路应用于电路板电路设计的原理图，其中，共含有18个(该通道数量可以根据采集卡改变)独立差分信号采集电路，每个差分信号采集电路用一个四针接口与传感器相连。所述四针接口 11包括如图2所示的与电源端I连接的电源输入端2、用于输入信号的传感器接入端 9、接地端4和备用输入端3。所述差分信号采集电路根据传感器传入信号不同，兼有采集电压信号和电流信号的能力，通过感应开关5进行调理控制。其中，当输入信号为电压信号时，感应开关5打开形成断路，电压信号直接传入采集卡中；当输入信号为电流信号时，感应开关5闭合形成回路，电流信号流过感应电阻，同样产生电压信号传入采集卡中。本实用新型的水力机械测试仪在工作时，首先接入电源1，指示灯亮后表明电路接通可以工作，将所选传感器直接连接到水力机械的测点上进行测量，然后把信号通过四针接口 11输入采集电路；采集电路将信号进行调理后，传入采集卡中进行数据收集，然后最终由采集卡将信号传入计算机，通过计算机即可进行数据的处理分析。
权利要求1.一种水力机械测试仪，包括信号通道，其中，每个信号通道包括电源端(I)、电源输入端(2)、备用输入端(3)、接地端(4)以及感应电阻￠)，感应电阻(6)前端接入传感器接入端(9)，感应电阻(6)后端连接感应开关(5)，感应开关(5)后连接接地端(4)，在感应电阻(6)前接入第一采集卡(7)，其特征在于感应开关(5)后端接入第二采集卡(10)。
2.如权利要求I所述的水力机械测试仪，其特征在于所述信号通道为多个。
3.如权利要求I或2所述的水力机械测试仪，其特征在于所述信号通道为18个。
专利摘要本实用新型属于测试技术领域，具体涉及一种基于差分信号原理的便携水力机械测试仪。本实用新型的目的是提供一种能够综合测量各种试验参数、便于携带和现场试验、改进了水力机械测试仪的信号采集方式、解决了单端信号输入易受环境因素影响以致失真的问题的水力机械测试仪。一种水力机械测试仪，包括信号通道，其中，每个信号通道包括电源端(1)、电源输入端(2)、备用输入端(3)、接地端(4)以及感应电阻(6)，感应电阻(6)前端接入传感器接入端(9)，感应电阻(6)后端连接感应开关(5)，感应开关(5)后连接接地端(4)，在感应电阻(6)前接入第一采集卡(7)，其特征在于感应开关(5)后端接入第二采集卡(10)。
文档编号G01D21/02GK202350824SQ20112042556
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者徐远超, 肖若富 申请人:中国农业大学