IEPE型智能加速度传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种IEPE型智能加速度传感器，包括用于将加速度转换为电荷信号的压电晶体模块和用于对电荷信号进行放大后转换为电压信号进行输出的前置放大器模块等。本实用新型专利技术可以对传感器进行现场校验，从而对传感器的质量状态进行合理的判断。同时，本实用新型专利技术还具有传感器电子数据表窗口功能，通过通信方式读取传感器的重要信息，实现传感器的现场追踪及现场灵敏度校准值设置，同时可现场改写传感器的内置信息。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于加速度传感器
，具体涉及一种IEPE型智能加速度传感器。
技术介绍
加速度传感器广泛应用于故障诊断、振动测试等领域，通过采集加速度信号，对设备的故障状态或设备的振级进行确认。显然，加速度传感器自身的状态对采集的信号有直接的影响。例如，传感器的灵敏度发生飘移、传感器的频响发生变化、传感器的线路发生断路、短路或绝缘下降，采集的信号显然会失真，如果不能及时发现并排除传感器故障，对分析的结果将产生严重的影响，导致错误的结论，从而对设备的状态造成误判。但在一些测试现场，经常采用的是图2所示的传统加速度传感器，不具备自校验及传感器电子数据表窗口功能，由于传感器的布置数量及布置范围较大，如果将所有的传感器都取下来送到计量中心计量，或者现场采用便携式设备进行校验，其工作量将非常大，将会耗费大量的人力物力，并且由于一些传感器布置在狭小的空间内，现场校验难以开展。此外，每个加速度传感器的灵敏度校准值均不同，当现场的传感器的数量较多时，如果采用普通传感器，采集系统定位传感器的安装位置及设定相应的灵敏度校准值，会非常费时费力且容易出错。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述不足提供一种IEPE型智能加速度传感器。本技术IEPE型智能加速度传感器，包括用于将加速度转换为电荷信号的压电晶体模块1和用于对电荷信号进行放大后转换为电压信号进行输出的前置放大器模块2；还包括微控制器模块3、用于完成电平转换的通信电平转换模块4、用于监测供电恒流的大小和方向并及时将模式切换信号发送至微控制器模块3的恒流监测模块5、用于将采集装置13电能存储起来，为恒压源模块7提供电能供给的储能模块6、用于将储能模块6的电能转化成恒压电源的恒压源模块7、将采集装置13提供的部分恒流电流转化为供电电流并对储能模块6进行充电的充电模块8、用于发生交流信号并提供对前置放大器模块2进行校验信号的精密信号发生电路模块9、用于在供电模式与通信模式之间进行切换的供电通信切换控制模块12以及用于将精密信号发生电路模块9产生的校验信号转换为电荷信号并耦合到前置放大器模块2后输出标准校验信号的标准电容模块10；所述压电晶体模块1的信号输出端与前置放大器模块2的信号输入端相连，所述恒流监测模块5的信号输出端与微控制器模块3的信号输入端相连，所述储能模块6的输入端通过充电模块8与采集装置13的信号输出端相连，所述储能模块6的输出端与恒压源模块7的输入端相连，所述精密信号发生电路模块9的信号输出端通过标准电容模块10与前置放大器模块2信号输入端相连，所述微控制器模块3的信号输出端与供电通信切换控制模块12的信号输入端相连，所述微控制器模块3与通信电平转换模块4进行双向通讯，所述信号源切换控制模块11的信号输入端与微控制器模块3的信号输出端相连，所述恒压源模块7的输出端同时与微控制器模块3输入端和精密信号发生电路模块9输入端相连，所述信号源切换控制模块11的信号输出端在电晶体模块1、精密信号发生电路模块9及前置放大器模块2的输入接地三者之间进行切换。本技术可以对传感器进行现场校验，从而对传感器的质量状态进行合理的判断。同时，本技术还具有传感器电子数据表窗口功能，通过通信方式读取传感器的重要信息，实现传感器的现场追踪及现场灵敏度校准值设置，同时可现场改写传感器的内置信息。附图说明图1是本技术IEPE型智能加速度传感器结构示意图。图2是传统加速度传感器结构示意图。具体实施方式以下结合具体实施例对本技术作进一步的说明：本技术IEPE型智能加速度传感器，包括用于将加速度转换为电荷信号的压电晶体模块1和用于对电荷信号进行放大后转换为电压信号进行输出的前置放大器模块2；还包括微控制器模块3、用于完成电平转换的通信电平转换模块4、用于监测供电恒流的大小和方向并及时将模式切换信号发送至微控制器模块3的恒流监测模块5、用于将采集装置13电能存储起来，为恒压源模块7提供电能供给的储能模块6、用于将储能模块6的电能转化成恒压电源的恒压源模块7、将采集装置13提供的部分恒流电流转化为供电电流并对储能模块6进行充电的充电模块8、用于发生交流信号并提供对前置放大器模块2进行校验信号的精密信号发生电路模块9、用于在供电模式与通信模式之间进行切换的供电通信切换控制模块12以及用于将精密信号发生电路模块9产生的校验信号转换为电荷信号并耦合到前置放大器模块2后输出标准校验信号的标准电容模块10，所述压电晶体模块1的信号输出端与前置放大器模块2的信号输入端相连，所述恒流监测模块5的信号输出端与微控制器模块3的信号输入端相连，所述储能模块6的输入端通过充电模块8与采集装置13的信号输出端相连，所述储能模块6的输出端与恒压源模块7的信号输入端相连，所述精密信号发生电路模块9的信号输出端通过标准电容模块10与前置放大器模块2信号输入端相连，所述微控制器模块3的信号输出端与供电通信切换控制模块12的信号输入端相连，所述微控制器模块3与通信电平转换模块4进行双向通讯，所述信号源切换控制模块11的信号输入端与微控制器模块3的信号输出端相连，所述恒压源模块7的输出端同时与微控制器模块3信号输入端和精密信号发生电路模块9输入端相连，所述信号源切换控制模块11的信号输出端在压电晶体模块1、精密信号发生电路模块9及前置放大器模块2的输入接地三者之间进行切换。本技术的上述各个模块均为市场上可买到拿来直接接线使用的硬件模块。所述微控制器模块3内部集成EEPROM，所述微控制器模块3执行相应的功能包括：根据采集装置13的指令将传感器的有关信息上传；根据采集装置13的指令存储改写信息；根据采集装置13的指令对信号源进行切换，校验模式时切换至精密信号发生电路模块9，正常工作模式时切换至压电晶体模块1，充电模式是将前置放大器模块2的输入接地；根据采集装置13指令，控制精密信号发生电路模块9发出频率及幅度一定的信号，对前置放大进行校验；负责电源电路的充电管理；根据采集装置13指令控制12，在通信模式与供电模式之间直接进行切换。所述的IEPE型智能加速度传感器的工作方法包括以下步骤：步骤1：初次使用时，采集装置13正常供电后，传感器首先通过充电模块8对储能模块6进行充电，为传感器正常工作积蓄电能；步骤2：经过采集装置13预设的时间后，如果传感器系统正常，当传感器储能模块6的供电电压超过设定的电压阈值上限时，此时恒压源模块7开始工作，系统自动唤醒；步骤3：自动唤醒后，系统将信号源切换控制模块11的开关位置设为校验模式，输出校验信号，此时恒流源一方面给前置放大器模块2供电，另一方面可继续为储能模块6充电；此时采集装置13可对传感器进行校验，同时也表明传感器已经正常工作；如果采集装置13未收到校验信号，表明传感器系统不正常，将该传感器标记为故障传感器；步骤4：此时采集装置13可切断恒流源进入通信模式，传感器中的恒流监测模块5会监测到线路中电流的大小及方向，自动判断是供电模式还是通信模式，如果是通信模式，立即通知微控制器模块3转入通信模式，此时双方可按事先约定的协议进行握手通信，采集装置13可以向传感器发送命令，读写传感器的信息、通知传感器切换工作模式；步骤5：如果在通信模式下，传感器电能即将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IEPE型智能加速度传感器，包括用于将加速度转换为电荷信号的压电晶体模块(1)和用于对电荷信号进行放大后转换为电压信号进行输出的前置放大器模块(2)；其特征在于还包括信号源切换控制模块(11)、微控制器模块(3)、用于完成电平转换的通信电平转换模块(4)、用于监测供电恒流的大小和方向并及时将模式切换信号发送至微控制器模块(3)的恒流监测模块(5)、用于将采集装置(13)电能存储起来，为恒压源模块(7)提供电能供给的储能模块(6)、用于将储能模块(6)的电能转化成恒压电源的恒压源模块(7)、将采集装置(13)提供的部分恒流电流转化为供电电流并对储能模块(6)进行充电的充电模块(8)、用于发生交流信号并提供对前置放大器模块(2)进行校验信号的精密信号发生电路模块(9)、用于在供电模式与通信模式之间进行切换的供电通信切换控制模块(12)以及用于将精密信号发生电路模块(9)产生的校验信号转换为电荷信号并耦合到前置放大器模块(2)后输出标准校验信号的标准电容模块(10)，所述压电晶体模块(1)的信号输出端与前置放大器模块(2)的信号输入端相连，所述恒流监测模块(5)的信号输出端与微控制器模块(3)的信号输入端相连，所述储能模块(6)的输入端通过充电模块(8)与采集装置(13)的输出端相连，所述储能模块(6)的输出端与恒压源模块(7)的输入端相连，所述精密信号发生电路模块(9)的信号输出端通过标准电容模块(10)与前置放大器模块(2)信号输入端相连，所述微控制器模块(3)的信号输出端与供电通信切换控制模块(12)的信号输入端相连，所述微控制器模块(3)与通信电平转换模块(4)进行双向通讯，所述信号源切换控制模块(11)的信号输入端与微控制器模块(3)的信号输出端相连，所述恒压源模块(7)的输出端同时与微控制器模块(3)输入端和精密信号发生电路模块(9)的输入端相连，所述信号源切换控制模块(11)的信号输出端在电晶体模块(1)、精密信号发生电路模块(9)及前置放大器模块(2)的输入接地三者之间进行切换。...

【技术特征摘要】
1.一种IEPE型智能加速度传感器，包括用于将加速度转换为电荷信号的压电晶体模块(1)和用于对电荷信号进行放大后转换为电压信号进行输出的前置放大器模块(2)；其特征在于还包括信号源切换控制模块(11)、微控制器模块(3)、用于完成电平转换的通信电平转换模块(4)、用于监测供电恒流的大小和方向并及时将模式切换信号发送至微控制器模块(3)的恒流监测模块(5)、用于将采集装置(13)电能存储起来，为恒压源模块(7)提供电能供给的储能模块(6)、用于将储能模块(6)的电能转化成恒压电源的恒压源模块(7)、将采集装置(13)提供的部分恒流电流转化为供电电流并对储能模块(6)进行充电的充电模块(8)、用于发生交流信号并提供对前置放大器模块(2)进行校验信号的精密信号发生电路模块(9)、用于在供电模式与通信模式之间进行切换的供电通信切换控制模块(12)以及用于将精密信号发生电路模块(9)产生的校验信号转换为电荷信号并耦合到前置放大器模块(2)后输出标准校验信号的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：王占友，陈景兵，崔立林，吕志强，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42