一种便携式振动信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种便携式振动信号采集装置，包括，压电式加速度传感器，用于测量振动，并输出模拟信号；信号调理电路，与压电式加速度传感器连接，用于对压电式加速度传感器输出的模拟信号进行放大；单片机，与信号调理电路连接，用于将模拟信号转换为数字信号；通信电路，与单片机连接，所述通信电路还连接有USB接口电路，用于将单片机发送的串口协议数据转换为USB格式数据，并可以通过USB接口电路将转换后的数据发送至上位机；存储电路，与单片机连接，用于对采集的数据进行本地保存。本实用新型专利技术电路结构简单，集成度高，并且采用低成本单片机对采集信号进行转换，整体造价低，设备即插即用，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式振动信号采集装置
本技术涉及振动信号采集装置，尤其是一种便携式振动信号采集装置。
技术介绍
工程测量领域常常使用压电式振动传感器来测量振动信号，该传感器输出信号为微弱的模拟信号，只有对信号进行调理、采集、并转换为数字信号才能被计算机等数字设备所用，这就需要一个设备完成上述操作，即压电式振动信号采集器。目前现有的测量系统主要由压电式加速度传感器、信号调理器、数据采集卡组成，并连接到电脑实时采集和传输数据，上述设备连线复杂，体积大，而且信号调理器和数据采集卡的成本的价格昂贵，导致采集装置的整体价格偏高。鉴于此提出本技术。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种体积小、成本低的便携式振动信号采集装置。为了实现该目的，本技术采用如下技术方案：一种便携式振动信号采集装置，包括，压电式加速度传感器，用于测量振动，并输出模拟信号；信号调理电路，与压电式加速度传感器连接，用于对压电式加速度传感器输出的模拟信号进行放大；单片机，与信号调理电路连接，用于将模拟信号转换为数字信号；通信电路，与单片机连接，所述通信电路还连接有USB接口电路，用于将单片机发送的串口协议数据转换为USB格式数据，并可以通过USB接口电路将转换后的数据发送至上位机；存储电路，与单片机连接，用于对采集的数据进行本体保存。进一步，所述信号调理电路为反相比例放大电路，其信号输入端与压电式加速度传感器连接，信号输出端与单片机连接。进一步，所述信号调理电路为同相比例放大电路，并连接有带通滤波电路；所述信号调理电路的信号输入端与压电式加速度传感器连接，信号输出端与单片机连接。进一步，所述单片机的型号为S9KEAZ128AMLK芯片。进一步，所述通信电路包括CP2102芯片，所述CP2102芯片连接单片机与USB接口电路。采用本技术所述的技术方案后，带来以下有益效果：本技术电路结构简单，集成度高，只需要一块电路板即可实现所有功能，并且采用低成本单片机对采集信号进行转换，整体造价低，采集的数据可以进行保存，能够实现离线采集功能，设备即插即用，使用方便。附图说明图1：本技术的系统框图；图2：本技术单片机的引脚说明图；图3：本技术单片机外围的保护电路；图4：本技术单片机外围的电源滤波电路；图5：本技术单片机外围的时钟电路；图6：本技术单片机外围的蜂鸣器驱动电路；图7：本技术实施例一的信号调理电路图；图8：本技术的通信电路图；图9：本技术的USB接口电路图；图10：本技术Flash存储芯片的供电电路图；图11：本技术压电式加速度传感器的供电电路图；图12：本技术实施例二的信号调理电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的描述。实施例一如图1所示，一种便携式振动信号采集装置，包括，压电式加速度传感器、信号调理电路、单片机、通信电路，以及存储电路。所述压电式加速度传感器称压电加速度计，用来测量振动信号。它也属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。用于测量振动，并输出模拟信号；所述信号调理电路与压电式加速度传感器连接，用于对压电式加速度传感器输出的模拟信号进行放大。所述单片机与信号调理电路连接，经信号调理电路放大后的模拟信号输入单片机，然后由单片机内部ADC模块将模拟信号转换为数字信号，所述单片机还用于控制采样频率、采样点数等参数。结合图9所示，所述通信电路与单片机连接，所述通信电路还连接有USB接口电路，通信电路用于将单片机发送的串口协议数据转换为USB格式数据，并可以通过USB接口电路将转换后的数据发送至上位机，以便于上位机对采集的数据进行分析。所述存储电路与单片机连接，用于保存单片机上运行的数据或者其它需要保存的数据，优选地，所述存储电路为Flash存储芯片。结合图2、图3、图4、图5、图6所示，具体地，所述单片机的型号为S9KEAZ128AMLK芯片，具有80个引脚，在S9KEAZ128AMLK芯片的外围连接有保护电路、电源滤波电路、时钟电路和蜂鸣器驱动电路。具体地，所述保护电路中的L3为500mA自恢复保险丝，D3为稳压二极管，这两个都是为了防止单片机烧毁的，LED用于查看单片机是否供正常供电，蜂鸣器驱动电路用于发出蜂鸣提醒。所述电源滤波电路用于对输入单片机的电源和ADC模块参考电压进行滤波，避免单片机因为电压不稳定而跑死。结合图7所示，具体地，所述信号调理电路为反相比例放大电路，其信号输入端与压电式加速度传感器连接，信号输出端与单片机连接。该电路使用TLV2462运放芯片，采用反相比例放大电路，可调放大倍数，无硬件信号滤波电路。结合图2、图8和图9所示，具体地，所述通信电路包括CP2102芯片，所述CP2102芯片的4、5引脚与接USB接口电路的2、3引脚，CP2102芯片的25、26引脚连接S9KEAZ128AMLK芯片的41、42引脚。结合图9、图10、图11所示，优选地，本技术采用上位机供电，并利用USB线从上位机处获取5V直流电，用于单片机、信号调理电路和通信电路供电，所述Flash存储芯片通过LM1117-3.3低压差线性稳压器芯片将5V直流电转换为3.3V直流电进行供电，所述压电式加速度传感器通过SB6286开关电源芯片组成DC-DC开关电路，将5V直流电转换为24V直流电进行供电。实施例二如图12所示，本实施例与实施例一的区别在所述信号调理电路不同，本技术的信号调理电路为同相比例放大电路，并连接有硬件滤波电路；该电路同样使用TLV2462运放芯片，采用同相比例放大电路，可调放大倍数，使用截止频率为62Hz的一阶高通滤波电路和截至频率为19.825KHz的二阶低通滤波电路组合为带通滤波电路，该滤波电路能够有效的滤除工频信号干扰和超量程的无效信号干扰。以上所述为本技术的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式振动信号采集装置，其特征在于：包括，/n压电式加速度传感器，用于测量振动，并输出模拟信号；/n信号调理电路，与压电式加速度传感器连接，用于对压电式加速度传感器输出的模拟信号进行放大；/n单片机，与信号调理电路连接，用于将模拟信号转换为数字信号；/n通信电路，与单片机连接，所述通信电路还连接有USB接口电路，用于将单片机发送的串口协议数据转换为USB格式数据，并可以通过USB接口电路将转换后的数据发送至上位机；/n存储电路，与单片机连接，用于对采集的数据进行本体保存。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式振动信号采集装置，其特征在于：包括，
压电式加速度传感器，用于测量振动，并输出模拟信号；
信号调理电路，与压电式加速度传感器连接，用于对压电式加速度传感器输出的模拟信号进行放大；
单片机，与信号调理电路连接，用于将模拟信号转换为数字信号；
通信电路，与单片机连接，所述通信电路还连接有USB接口电路，用于将单片机发送的串口协议数据转换为USB格式数据，并可以通过USB接口电路将转换后的数据发送至上位机；
存储电路，与单片机连接，用于对采集的数据进行本体保存。


2.根据权利要求1所述的一种便携式振动信号采集装置，其特征在于：所述信号调理电路为反向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明亮，王晓航，魏鹏英，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23