传感器安装状态自检方法及实现安装状态自检的传感器技术

本发明专利技术公开了一种传感器安装状态自检方法，包括以下步骤：步骤1、被监测设备处于静止状态，传感器自测获得直角坐标系下三个方向上的数据；步骤2、对三个方向上的数据多次测量值取均值得到三个方向的测量均值；步骤3、通过三个方向的测量均值计算各方向上的分量夹角；步骤4、将分量夹角分别与预设角度作差，差值的绝对值超过预设阈值时，重新安装调整所述传感器；差值的绝对值小于预设阈值时，安装方向满足要求，保存三个方向的测量均值，作为后续数据采集的补偿值。

【技术实现步骤摘要】
传感器安装状态自检方法及实现安装状态自检的传感器
本专利技术涉及传感器领域，具体涉及一种传感器安装状态自检方法。本专利技术还涉及一种实现安装状态自检的传感器。
技术介绍
传感器的安装状态直接影响其监测效果。传感器在使用过程中安装方向偏斜、紧固件松动都可能导致所采集信号无法使用。针对传感器松动的监测问题，专利文献CN104819738A中公开了一种传感器结构松动检测的方法，采用设置的多阶滤波器系数和采集的传感器数据计算卷积，调节数据长度计算结构松动的判断阈值，该方法在实施和操作过程中较为繁琐，其一表现为需要设置多阶滤波系数，而各阶滤波系数直接影响卷积的计算结果，因此谨慎地尝试给出各阶滤波系数需要较多时间成本，而针对不同工况和不同型号规格的传感器也需要进行再次设置；其二表现在采用调节数据长度计算结构松动的判断阈值方法，同样在针对不同工况和不同型号规格的传感器时需要重新进行判断阈值设定。此外，传感器在安装和使用过程中可能出现方向上的偏斜，这种情况也将影响传感器采集数据的有效性，但专利文献CN104819738A中未能给出检测和解决方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种具有安装状态自检功能的传感器，方便快捷地实现传感器安装方向偏斜、紧固件松动情况的检测。为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种传感器安装状态自检方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、被监测设备处于静止状态，传感器自测获得直角坐标系下X、Y、Z三个方向上的数据；步骤2、对X、Y、Z三个方向上的数据多次测量值取均值得到三个方向的测量均值分别为A1、A2、A3；步骤3、通过三个方向的测量均值A1、A2、A3计算各方向上的分量夹角α1、α2、α3；步骤4、将分量夹角α1、α2、α3分别与预设角度β1、β2、β3作差，差值的绝对值超过预设阈值时，重新安装调整所述传感器；差值的绝对值小于预设阈值时，安装方向满足要求，保存三个方向的测量均值A1、A2、A3，作为后续数据采集的补偿值。优选地，还包括以下步骤：步骤5、被监测设备运行完成、逐渐停止的过程中，传感器自测安装的阻尼因子λi，当阻尼因子超过阈值时，传感器可继续正常使用，无需紧固；当阻尼因子低于阈值时，需对传感器进行紧固。优选地，所述步骤3中由三个方向的测量均值A1、A2、A3计算各方向上的坐标夹角α1、α2、α3的计算公式为：优选地，所述步骤5中传感器自检安装的阻尼因子λi的计算公式为：其中t1为被监测设备运行完成的时刻，此时传感器的测试幅值分量为上式中的测试幅值分量的修正值其中Ai为步骤2中的测量值，ai为相应方向上传感器的测试精度，测试幅值分量的修正值降为k倍的测试精度的时刻为t2。优选地，所述步骤5中，用于判断传感器是否需要紧固的阻尼因子为X向、Y向、Z向的阻尼因子或多个方向的阻尼因子。优选地，所述k的取值范围为3～10。优选地，测试幅值分量的修正值降为k倍的测试精度的时刻t2的确定方法为：传感器测试值连续5次低于传感器k倍的测试精度的时刻分别为ta、tb、tc、td、te，其中的ta即被认定为t2。本专利技术还公开了一种实现安装状态自检的传感器，包括：数据测量模块，在被监测设备处于静止状态时，对传感器自身的直角坐标系下X、Y、Z三个方向上的数据进行检测；数据计算模块，对X、Y、Z三个方向上的数据多次测量值取均值得到三个方向的测量均值分别为A1、A2、A3；通过三个方向的测量均值A1、A2、A3计算各方向上的分量夹角α1、α2、α3；比较判断器，将分量夹角α1、α2、α3分别与预设角度β1、β2、β3作差，判断差值的绝对值是否超过预设阈值；信息输出模块，差值的绝对值超过预设阈值时，输出重新安装调整所述传感器的信号；差值的绝对值小于预设阈值时，输出安装方向满足要求的信号，保存三个方向的测量均值A1、A2、A3，作为后续数据采集的补偿值。优选地，所述的数据计算模块还包括被监测设备运行完成、逐渐停止的过程中，传感器安装的阻尼因子λi的计算；所述的比较判断器还包括阻尼因子与所设阈值的比较；所述的信息输出模块还包括当阻尼因子超过阈值时，输出传感器可继续正常使用、无需紧固的信号；当阻尼因子低于阈值时，需对传感器进行紧固的信号。优选地，所述数据计算模块中，由三个方向的测量均值A1、A2、A3计算三个方向上的坐标夹角α1、α2、α3的计算公式为：优选地，所述数据计算模块中传感器自检安装的阻尼因子λi的计算公式为：其中t1为被监测设备运行完成的时刻，此时传感器的测试幅值分量为上式中的测试幅值分量的修正值其中Ai为步骤2中的测量值，αi为相应方向上传感器的测试精度，测试幅值分量的修正值降为k倍的测试精度的时刻为t2。本专利技术的传感器安装状态自检方法及实现安装状态自检的传感器，在安装阶段监测传感器安装方向，保证安装方向满足要求；在使用过程中，可以监测传感器由于意外出现的偏斜，避免由于意外偏斜造成采集数据无效的情况；在使用过程中，可以监测传感器的安装松动问题，避免由于松动造成采集数据无效的情况。附图说明图1为本专利技术传感器安装状态自检方法一较佳实施例的流程图。图2为被监测设备处于静止状态下正确安装的传感器采集的数据。图3为被监测设备处于静止状态下存在偏斜的传感器采集的数据。图4为被监测设备运行完成逐渐停止的过程中，未松动的传感器采集的数据。图5为被监测设备运行完成逐渐停止的过程中，松动的传感器采集的数据。具体实施方式如图1所示，本专利技术传感器安装状态自检方法包括以下步骤：(1)被监测设备处于静止状态，所述传感器开始测量并获得直角坐标系下X、Y、Z三个方向上的数据，对各方向上的多次测量值取均值得到三个方向的测量均值分别为A1、A2、A3；(2)由A1、A2、A3计算各方向上的坐标夹角α1、α2、α3，计算公式为：将坐标夹角α1、α2、α3分别与预设角度β1、β2、β3作差，差值的绝对值超过预设阈值时，需要重新安装调整所述传感器；差值的绝对值小于预设阈值时，安装方向满足要求，保存均值A1、A2、A3，作为后续数据采集的补偿值；(3)被监测设备运行完成，逐渐停止的过程中，计算传感器安装的阻尼因子λi：其中t1为被监测设备运行完成的时刻，此时传感器的测试幅值分量为上式中的测试幅值分量的修正值其中Ai为步骤(1)中的测量值，ai为相应方向上传感器的测试精度，测试幅值分量的修正值降为k倍的测试精度的时刻为t2，其中，k的取值范围为3～10，测试幅值分量的修正值降为k倍的测试精度的时刻t2的确定方法为：传感器测试值连续5次低于传感器k倍的测试精度的时刻分别为ta、tb、tc、td、te，其中的ta即被认定为t2。当阻尼因子超过阈值时，传感器可继续正常使用，无需紧固；当阻尼因子低于阈值时，需对传感器进行紧固。用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器安装状态自检方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、被监测设备处于静止状态，传感器自测获得直角坐标系下X、Y、Z三个方向上的数据；/n步骤2、对X、Y、Z三个方向上的数据多次测量值取均值得到三个方向的测量均值分别为A

【技术特征摘要】
1.一种传感器安装状态自检方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、被监测设备处于静止状态，传感器自测获得直角坐标系下X、Y、Z三个方向上的数据；
步骤2、对X、Y、Z三个方向上的数据多次测量值取均值得到三个方向的测量均值分别为A1、A2、A3；
步骤3、通过三个方向的测量均值A1、A2、A3计算各方向上的分量夹角α1、α2、α3；
步骤4、将分量夹角α1、α2、α3分别与预设角度β1、β2、β3作差，差值的绝对值超过预设阈值时，重新安装调整所述传感器；差值的绝对值小于预设阈值时，安装方向满足要求，保存三个方向的测量均值A1、A2、A3，作为后续数据采集的补偿值。


2.如权利要求1所述的传感器安装状态自检方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤5、被监测设备运行完成、逐渐停止的过程中，传感器自测安装的阻尼因子λi，当阻尼因子超过阈值时，传感器可继续正常使用，无需紧固；当阻尼因子低于阈值时，需对传感器进行紧固。


3.如权利要求1所述的传感器安装状态自检方法，其特征在于，所述步骤3中由三个方向的测量均值A1、A2、A3计算各方向上的坐标夹角α1、α2、α3的计算公式为：





4.如权利要求2所述的传感器安装状态自检方法，其特征在于，所述步骤5中传感器自检安装的阻尼因子λi的计算公式为：



其中t1为被监测设备运行完成的时刻，此时传感器的测试幅值分量为上式中的测试幅值分量的修正值其中Ai为步骤2中的测量值，ai为相应方向上传感器的测试精度，测试幅值分量的修正值降为k倍的测试精度的时刻为t2。


5.如权利要求2所述的传感器安装状态自检方法，其特征在于，所述步骤5中，用于判断传感器是否需要紧固的阻尼因子为X向、Y向、Z向的阻尼因子或多个方向的阻尼因子。


6.如权利要求4所述的传感器安装状态自检方法，其特征在于，所述k的取值范围为3～10。


7.如权利要求4所述的传感器安装状态自检方法，其特征在于，测试幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑斌，俞英杰，蔡晓华，马骧越，刘念思，
申请(专利权)人：上海三菱电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31