[实用新型]一种教学用传感器数据采集装置

说明书

本实用新型提供了一种教学用传感器数据采集装置，属于物理实验教学技术领域，包括外壳、设于所述外壳内的主控芯片、电源管理模块和信号预处理模块、以及设于所述外壳一侧的传感器探头接入口，所述传感器探头接入口与信号预处理模块的输入端相连，所述信号预处理模块的输出端与主控芯片的输入端相连，还包括与所述主控芯片的输出端相连的USB数据接口和高速串行数据接口；所述电源管理模块与所述高速串行数据接口、主控芯片、信号预处理模块和传感器探头接入口的供电端相连。智能采集数据，操作简单，实验过程更加快捷，实验结果的精确度高；采用两个不同的数据接口，可以通过传感器探头与信号处理模块之间的配置，同时采集多种传感器的数据。

技术领域

本实用新型涉及一种教学用传感器数据采集装置，属于物理实验教学技术领域。

背景技术

在中学物理实验领域，为解决某个实际问题，常常需要采集大量的实验数据，因此常常会用到传感器，但传感器的种类繁多，读取数据的方式不同，在某个实验中有可能只用到一种传感器也有可能需要用到不同的传感器，而且为了使实验结果更加精确，往往需要多组实验，用传统方式获取实验数据既不准确又费时费力，还很容易出错。现有实验中的数据采集装置一般都是根据每个实验项目以及仪器配置，也就是说具有很大的局限性，每个数据采集装置只能用于与其对应的实验，这就在很大程度上增加了实验仪器的费用，造成了资源浪费。

传统实验存在如下现状：

（1）传统实验的滞后性：传统实验数据的数据显示都是在结束时获取，在实验过程中很难获得实时数据。

（2）传统实验的数据误差大：传统实验由于手动操作或者机械操作，量的控制都是根据人眼或者量筒量杯等器具，无法显示高精度0.01ml及以上精度的数据。

（3）传统实验的抽象性：传感实验在做某些实验如碰撞实验等的时候由于速度过快无法直观的观察实验过程中的现象。

所以就目前的教学状况，教学中需要一种兼容性强、使用方便的数据采集装置。

有鉴于此，本申请人对此进行专门研究，开发出一种教学用传感器数据采集装置，本案由此产生。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种教学用传感器数据采集装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种教学用传感器数据采集装置，包括外壳、设于所述外壳内的主控芯片、电源管理模块和信号预处理模块、以及设于所述外壳一侧的传感器探头接入口，所述传感器探头接入口与信号预处理模块的输入端相连，所述信号预处理模块的输出端与主控芯片的输入端相连，还包括与所述主控芯片的输出端相连的USB数据接口和高速串行数据接口；所述电源管理模块与所述高速串行数据接口、主控芯片、信号预处理模块和传感器探头接入口的供电端相连。

作为优选，所述主控芯片采用C8051F系列、STM32系列或ARM系列的芯片。

更进一步地，所述主控芯片采用型号为C8051F340的芯片。

作为优选，所述USB接口为标准USB2.0接口，所述高速串行数据接口为符合工业标准的SPI接口。一个USB接口用于传感器向上位机PC传输数据，SPI接口是用于传感器与蓝牙模块和显示模块等的接口，数据传输格式不同，数据传输内容相同。

作为优选，所述信号预处理模块包括AD转换模块，以及与AD转换模块相连的数字滤波模块。AD转换主要作用是将采集到的模拟信号转换成芯片能够识别的数字信号，数字滤波的作用是去除由于信号采样环境等因素引起的噪声杂波等对实际信号产生干扰的信号，使芯片获的数据更纯净。

作为优选，所述USB数据接口和高速串行数据接口设于所述外壳的另一侧。即采集端和传输端分别设置于外壳的两侧，为了使用方便。