一种加速度传感器的试验检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种加速度传感器的试验检测装置，所述装置包括：模拟信号输出单元、隔离转换器、ADC采集单元、FPGA中央单元、USB通讯单元；其中，模拟信号输出单元、ADC采集单元、USB通讯单元均与FPGA中央单元连接，模拟信号输出单元与隔离转换器连接，隔离转换器与ADC采集单元连接；实现了测量更加精确，不再受振动台架及标定传感器的性能影响体积更加轻巧，结构更加简单，便携性能好，避免了传统的人工读数产生的人为误差的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种加速度传感器的试验检测装置
本技术涉及核电站地震仪表领域，具体地，涉及一种加速度传感器的试验检测装置。
技术介绍
目前新建核电站地震仪表系统通常采用GEOSIG公司的AC63/73系列加速度传感器，该加速度传感器工作频率在200Hz以下，需要低频振动台架进行标定。核电站需要定期对地震仪表系统内的各节点加速度传感器进行工作状态的定性检测，而传统的低频率振动台架因为体型较大无法携带到现场使用，而小型振动台架装置虽然便于携带，但精度不够，所以这类试验方法均不适用于核电站地震仪表系统现场进行普及推广。传统的使用振动台架与标定传感器进行加速度传感器的比对试验，原理是将待检测的加速度传感器固定到振动台架上面，将标定过的传感器紧固到加速度传感器的表面，振动台架产生一定频率的振动后，通过比对标定传感器和加速度传感器的输出加速度值，来对加速度传感器进行刻度校准，获取其幅频特性曲线等等，这种方法存在以下不足：低频的振动台架体积较大，不利于携带，现场使用较为繁琐，振动台架输出不稳定，难以得到稳定的加速度值；若想获取到稳定的加速度数值，还需进一步的数字滤波处理；标定过的传感器的频率响应区间和地震仪表系统中的加速度传感器的幅频响应区间往往不相一致，从而导致标定传感器工作的区间不理想，降低试验本身的测量品质，影响测量结果等等；测量过程是离散分布的，振动台架产生的加速度值是有限的和离散的，试验过程通常只能获得有限的试验数据点，难以得到完整的加速度传感器的幅频响应曲线。
技术实现思路
本技术提供了一种加速度传感器的试验检测装置，解决了现有的不足，实现了测量更加精确，不再受振动台架及标定传感器的性能影响体积更加轻巧，结构更加简单，便携性能好，避免了传统的人工读数产生的人为误差的技术效果。本技术保护的是装置的结构和组成，利用现有的模拟信号输出单元、隔离转换器、ADC采集单元、FPGA中央单元、USB通讯单元这些单元进行连接，然后利用这些单元内现有的程序进行实现，本申请的目的是保护其结构、组成、连接关系，并不是保护其现有的程序，通过现有的单元和其相应的功能来实现本申请的目的。为实现上述技术目的，本申请提供了一种加速度传感器的试验检测装置，所述装置包括：模拟信号输出单元、隔离转换器、ADC采集单元、FPGA中央单元、USB通讯单元；其中，模拟信号输出单元、ADC采集单元、USB通讯单元均与FPGA中央单元连接，模拟信号输出单元与隔离转换器连接，隔离转换器与ADC采集单元连接。进一步的模拟信号输出单元与加速度传感器连接。USB通讯单元与计算机连接。所述装置还包括锂电池供电单元，用于对装置进行供电。模拟信号输出单元的型号为DAC8531；ADC采集单元的型号为ADS1255I；FPGA中央单元的型号为ep4ce6e22c8n；USB通讯单元的型号为pl2303。锂电池供电单元，为下位机设备提供工作电压，为加速度传感器AC-63/73提供工作电压，从而可以避免交流220VAC供电方式引入的工频干扰，降低系统整体的噪声水平，提高测量灵敏度等等。模拟信号输出单元，能够根据指令来设定输出正弦信号的峰值、频率和直流偏置量等参数；ADC采集单元，能够同步地进行来自信号发生单元和加速度传感器的两路脉冲信号；FPGA中央单元，用于调节模拟量输出的信号幅值及频率，采集和存储输入信号波形，并通过USB接口将数据上传至上位机当中。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1、测量更加精确，不再受振动台架及标定传感器的性能影响；2、体积更加轻巧，结构更加简单，便携性能好。3、计算过程全部由计算机自动完成，避免了传统的人工读数产生的人为误差。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定；图1是本申请中加速度传感器的试验检测装置的结构示意图。具体实施方式本技术提供了一种加速度传感器的试验检测装置，解决了现有的不足，实现了测量更加精确，不再受振动台架及标定传感器的性能影响体积更加轻巧，结构更加简单，便携性能好，避免了传统的人工读数产生的人为误差的技术效果。为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。根据地震仪表系统当中的加速度传感器AC-63/73的电子学特性，当输入一个0-10V的正弦激励信号时，加速度传感器会输出相应的正弦响应信号，两者之间具有一个相位差；不断改变输入信号的频率，两路信号的相位差也会相应地发生变化。当输入输出信号的相位差为90°时，此时输入信号的频率就是加速度传感器的谐振频率。而在远离谐振频率的低频段下加速度传感器输出的正弦响应线的峰峰值，与处于谐振频率下的输出的正弦响应曲线的峰峰值，两个数值经过计算即可获得加速度传感器的阻尼系数以及固有频率，从而可以精确获得加速度传感器幅频响应曲线的函数表达式。加速度传感器的截止频率点，也可以通过不断改变输入信号频率的方式来获取，设定加速度传感器在输入频率远离谐振频率的情形下输出响应波形的峰峰值为DC0，不断改变外部输入频率，当输出的信号峰峰值下降至DC0/2时，此时的频率就是加速度传感器的截止频率。如图1所示，本装置可以采用一体化模具结构形式，将下位机的各功能构件封装到一个机械模具当中。其中的锂电池供电模块用于对装置中的模拟量信号发生单元、ADC采集单元、FPGA处理器单元、隔离转换器单元等部件进行供电，同时对外部待测的加速度传感器提供工作电压。模拟信号发生单元产生标准的正弦信号，一路输入到加速度传感器当中，另一路输入到ADC采集单元中做相位比对标准信号；地震仪表系统中的加速度传感器通常是电流信号输出，回应的是电流正弦信号，需要隔离转换器转化为电压信号，再输送到ADC采集单元中进行信号采集；FPGA信号处理单元控制下位机的工作过程，接收上位机下发指令，控制模拟信号输出单元输出的波形的频率及幅值，同时存储ADC采集单元数字化后的数据值，并实时上传到上位机当中。上位机信号分析软件通过USB端口获得数据，并进行数字滤波过滤噪声干扰，通过等间隔的正弦信号的幅频变换，计算出两路信号的当前频率、峰峰值等参数，并计算两者的相位差值等。试验过程中，操作人员可通过上位机下发指令，来不断调节输入的正弦激励信号的峰峰值、频率及直流偏置量等参数。尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速度传感器的试验检测装置，其特征在于，所述装置包括：模拟信号输出单元、隔离转换器、ADC采集单元、FPGA中央单元、USB通讯单元；其中，模拟信号输出单元、ADC采集单元、USB通讯单元均与FPGA中央单元连接，模拟信号输出单元与隔离转换器连接，隔离转换器与ADC采集单元连接，模拟信号输出单元与加速度传感器连接，加速度传感器与隔离转换器连接。

【技术特征摘要】
1.一种加速度传感器的试验检测装置，其特征在于，所述装置包括：模拟信号输出单元、隔离转换器、ADC采集单元、FPGA中央单元、USB通讯单元；其中，模拟信号输出单元、ADC采集单元、USB通讯单元均与FPGA中央单元连接，模拟信号输出单元与隔离转换器连接，隔离转换器与ADC采集单元连接，模拟信号输出单元与加速度传感器连接，加速度传感器与隔离转换器连接。2.根据权利要求1所述的加速度传感器的试...

【专利技术属性】
技术研发人员：江山，郭斌，付勋如，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：新型
国别省市：四川,51