用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置，属于传感器检测领域。该检测方法应用于力平衡加速度传感器的检测装置，所述检测装置包括通信单元、处理单元和显示单元。所述检测方法包括：所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器在无振动环境下测量得到的加速度值，并将所述加速度值发送给所述处理单元；所述处理单元通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，并将经模数转换后的加速度值发送给所述显示单元；所述显示单元显示所述经模数转换后的加速度值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器检测领域，具体而言，涉及一种用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置。
技术介绍
力平衡加速度传感器属于测震用精密仪器，其用于检测地面振动的加速度信号，并将加速度信号转换为电压信号输出。为了保证力平衡加速度传感器准确地测定地面振动的加速度，该传感器需定期进行零位检测和标定。当力平衡加速度传感器的某个通道的零位偏差超出规定值时需人工对其进行零位调整，在调零过程中需实时查看该传感器的零位值，直到调整到规定范围内。然而，在现有的传感器检测过程中，通常通过设置在远端的控制室内的记录器来采集力平衡加速度传感器的零位值和标定数据，之后通过网线传递至位于该传感器附近的便携式电脑进行显示，但是便携式电脑的放置会给力平衡加速度传感器检测和调零操作带来不便利性；此外，在进行零位检测时采用分辨率较高的模数转换器执行模数转换，这会引起较高的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置，其可以改善现有的力平衡加速度传感器检测过程中检测操作不便利的问题，并且可以利用较低分辨率的模数转换器来提供满足需求的零位检测精度。本专利技术是这样实现的:第一方面，本专利技术实施例提供了一种检测方法，应用于力平衡加速度传感器的检测装置，所述检测装置包括通信单元、处理单元和显示单元，所述检测方法包括:所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器在无振动环境下测量得到的加速度值，并将所述加速度值发送给所述处理单元；所述处理单元通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，并将经模数转换后的加速度值发送给所述显示单元；所述显示单元显示所述经模数转换后的加速度值。进一步地，所述处理单元通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，包括:所述处理单元将所述加速度值除以2之后再乘以2N，得到模拟信号基准值，其中N为自然数；所述处理单元对所述模拟信号基准值进行模数转换得到第一数字信号值，并确认所述第一数字信号值是否介于第一阈值与第二阈值之间，所述第一阈值为正值，所述第二阈值为负值；如果所述第一数字信号值大于所述第一阈值或小于所述第二阈值，则所述处理单元对所述模拟信号基准值逐次进行指数递减并记录每次递减后经模数转换获得的第二数字信号值，直至所述第二数字信号值介于所述第一阈值与所述第二阈值之间，所述处理单元将最后获得的第二数字信号值除以2M 1设定为所述经模数转换后的加速度值，其中M为所述最后获得的第二数字信号值相对应的N值；如果所述第一数字信号值介于所述第一阈值与所述第二阈值之间，则所述处理单元对所述模拟信号基准值逐次进行指数递增并记录每次递增后经模数转换获得的第三数字信号值，直至所述第三数字信号值大于所述第一阈值或小于所述第二阈值，所述处理单元将最后一次递增前获得的第三数字信号值除以2L 1设定为所述经模数转换后的加速度值，其中L为所述最后一次递增前获得的第三数字信号值相对应的N值。通过这样的处理方式，可以减小模数转换过程中AD转换器由于AD位数的限制所存在的量化误差，使得可以通过在对力平衡加速度传感器进行调零操作时充分利用AD转换器的转换量程来实现满量程模数转换，提高传感器输出的零位附近小信号的转换精度，从而可以减小量化误差对测量精度的影响。进一步地，N的初始值被设定为I。在实际使用中，力平衡加速度传感器输出的加速度值在除以2后所对应的数字信号值始终介于第一阈值与第二阈值之间。因此，在N的初始值为I的情况下，一旦发现第一数字信号值大于第一阈值或小于第二阈值，处理单元对模拟信号基准值进行一次指数递减就可以获得介于第一阈值与第二阈值之间的数字信号值。进一步地，所述力平衡加速度传感器包括摆体和反馈电磁阻尼，所述检测方法还包括:所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器输出的第一标定波，所述第一标定波中包括所述摆体在不受所述反馈电磁阻尼作用时的无阻尼自由振荡波；所述处理单元计算所述无阻尼自由振荡波的振荡频率；所述显示单元显示所述振荡频率。因此，检测人员可以直接获得力平衡加速度传感器的摆体的自振频率。进一步地，所述检测方法还包括:所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器输出的第二标定波，所述第二标定波中包括所述摆体在受所述反馈电磁阻尼作用时的加阻尼振荡波；所述处理单元提取所述加阻尼振荡波中的过冲量和激励量；所述处理单元根据所述过冲量和所述激励量获得所述力平衡加速度传感器的传感器阻尼值；所述显示单元显示所述传感器阻尼值。在此情况下，检测人员可以直接获得力平衡加速度传感器的传感器阻尼值，并可以结合上述自振频率准确地判断力平衡加速度传感器的功能指标是否正常。进一步地，所述检测装置还包括存储单元，所述处理单元根据所述过冲量和所述激励量获得所述力平衡加速度传感器的传感器阻尼值包括:所述处理单元使所述激励量除以所述过冲量以获得第一比值；所述处理单元根据所述第一比值在存储于所述存储单元的查找表中查找所述力平衡加速度传感器的传感器阻尼值，所述查找表中存储有所述第一比值和与所述第一比值相对应的传感器阻尼值。由于传感器阻尼值的计算一般较复杂，因此可以根据激励量除以过冲量获得的第一比值在预先存储有第一比值与传感器阻尼值之间的对应关系的查找表中直接获得相应的传感器阻尼值。进一步地，当所述第一比值低于第三阈值或高于第四阈值时，所述显示单元显示所述传感器阻尼值包括:所述显示单元显示阻尼异常提示消息，其中，所述第四阈值高于所述第三阈值。由于力平衡加速度传感器的传感器阻尼值通常在特定值例如0.7附近，并且传感器阻尼值与第一比值之间存在一一对应的关系，因此可以在第一比值超出预定范围时确定传感器阻尼值异常。进一步地，所述力平衡加速度传感器包括摆体和反馈电磁阻尼，所述检测方法还包括:所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器输出的第一标定波，所述第一标定波中包括所述摆体在不受所述反馈电磁阻尼作用时的无阻尼自由振荡波；所述显示单元直接显示所述第一标定波的波形。在此情况下，可以根据检测人员需求直接显示出第一标定波的波形。进一步地，所述检测方法还包括:所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器输出的第二标定波，所述第二标定波中包括所述摆体在受所述反馈电磁阻尼作用时的加阻尼振荡波；所述显示单元直接显示所述第二标定波的波形。在此情况下，可以根据检测人员需求直接显示出第二标定波的波形。第二方面，本专利技术实施例提供了用于力平衡加速度传感器的检测装置，包括通信单元、处理单元和显示单元，所述通信单元用于接收所述力平衡加速度传感器在无振动环境下测量得到的加速度值，并将所述加速度值发送给所述处理单元；所述处理单元用于通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，并将经模数转换后的加速度值发送给所述显示单元；所述显示单元用于显示所述经模数转换后的加速度值。本专利技术实施例提供的用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置，通过检测装置的通信单元接收力平衡加速度传感器在无振动环境下测量得到的加速度值，通过检测装置的处理单元以满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，并且通过检测装置的显示单元显示经模数转换后的加速度值。因此，可以通过上述检测装置对力平衡加速度传感器进行检测，并且可以在检测装置利用较低分辨率模数(AD)转换器的情况下减小由于AD位数的限制而存在的量化误差，从而可以减小量化误差对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于力平衡加速度传感器的检测方法，应用于力平衡加速度传感器的检测装置，所述检测装置包括通信单元、处理单元和显示单元，其特征在于，所述检测方法包括：所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器在无振动环境下测量得到的加速度值，并将所述加速度值发送给所述处理单元；所述处理单元通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，并将经模数转换后的加速度值发送给所述显示单元；所述显示单元显示所述经模数转换后的加速度值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马新生，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23