[發(fā)明專利]基于Android平臺手機(jī)的振動測量儀及其檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210389375.2
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102914414A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉忠;韓樹新;李存岑
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州市特種設(shè)備檢測院
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;H04M1/725;H04M1/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 龔旻晏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械振動測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便于攜帶的、基于Android平臺手機(jī)的振動測量儀及其檢測方法。

背景技術(shù)

機(jī)械振動是物體或質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近所作的往復(fù)運(yùn)動。機(jī)械振動對于大多數(shù)的工業(yè)機(jī)械、工程結(jié)構(gòu)及儀器儀表是都有害的，振動量如果超過允許范圍，機(jī)械設(shè)備將產(chǎn)生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致零、部件的早期失效，振動分析和振動設(shè)計(jì)已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。機(jī)械振動是一種物理現(xiàn)象，而不是一個(gè)物理參數(shù)，振動的強(qiáng)弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度、加速度、加加速度，所以振動測試是對這些振動量的檢測，用以反映振動的強(qiáng)弱程度。

振動測量的分類方法有多種，依據(jù)測量的原理可以分為機(jī)械法、電測法和光電結(jié)合測量法；依據(jù)測振傳感器與被測物接觸與否，可以分為接觸測量和非接觸測量；依據(jù)振動傳感器原理的不同，又可以分為加速度型、速度型和位移變化檢測型三種，其中加速度型和速度型屬于接觸型測量，使用時(shí)將其固定在被測物體上，位移變化檢測型屬于非接觸測量型，使用時(shí)無須安裝在被測物體上。?

傳統(tǒng)的基于嵌入式系統(tǒng)的振動測量系統(tǒng)包括傳感器、嵌入式硬件、嵌入式軟件三部分；其中傳感器部分設(shè)計(jì)包括傳感部分、傳感部分輸出信號的放大、調(diào)理、濾波、A/D轉(zhuǎn)換等模塊等；嵌入式硬件設(shè)計(jì)包括嵌入式微處理器、內(nèi)部總線、I/O口、ROM、RAM、通用接口、鍵盤、顯示屏等部件的選擇和配置；嵌入式軟件包括中間層、軟件層、功能層程序，中間層設(shè)計(jì)BSP/HAL?硬件抽象層/板級升級包，實(shí)現(xiàn)底層硬件驅(qū)動；軟件層包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)移植，負(fù)責(zé)文件管理、任務(wù)管理、圖形用戶接口等；功能層設(shè)計(jì)為用戶的應(yīng)用程序的編寫，一般對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、計(jì)算，將處理結(jié)果發(fā)送到上位機(jī)或者顯示給用戶；這種傳統(tǒng)的基于嵌入式系統(tǒng)的振動測量系統(tǒng)的開發(fā)需要同時(shí)進(jìn)行傳感器、嵌入式硬件及嵌入式軟件的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)和制造的成本高、工作量大、周期長，?產(chǎn)品的軟硬件兼容性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在應(yīng)用Android平臺手機(jī)對集成傳感器的支持，提供一種采用接觸測量、加速度型測量方式的基于Android平臺手機(jī)的振動測量儀及檢測方法的技術(shù)方案，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

Android是以Google為首的開放手機(jī)聯(lián)盟（Open?Handset?Alliance-OHA）于2007年推出的基于Linux平臺的開源操作系統(tǒng)，?Android采用了軟件層疊的架構(gòu)，包括以Linux為核心的底層、以函數(shù)庫和虛擬機(jī)為主的中間層以及應(yīng)用為主的上層；底層和中間層主要由C或C++開發(fā)，上層應(yīng)用主要由JAVA編寫；Android優(yōu)于其他嵌入式軟件平臺的一個(gè)方面就是方便地支持多種集成傳感器，可以感應(yīng)包括手機(jī)姿態(tài)、加速度、磁場、光強(qiáng)、溫度、壓力等多種物理量的變化，傳感器芯片內(nèi)嵌傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，可直接以SPI或者I²C線路輸出數(shù)字信號；Android?SDK?在移動設(shè)備中提供了各種各樣的傳感器的API,?可輕易訪問設(shè)備底層硬件，包括設(shè)置傳感器的量程、分辨率、準(zhǔn)確度、讀取測量數(shù)據(jù)等，而不必用匯編、C和C++等編程語言與底層硬件進(jìn)行交互，也不用理解硬件系統(tǒng)內(nèi)部工作機(jī)制和細(xì)節(jié)，具有硬件平臺無關(guān)性；Android平臺的應(yīng)用軟件采用JAVA語言進(jìn)行開發(fā)，應(yīng)用軟件具有軟件平臺無關(guān)性。

所述的基于Android平臺手機(jī)的振動測量儀，其特征在于包括CPU及與CPU連接配合的姿態(tài)測量模塊、姿態(tài)調(diào)整模塊、加速度測量模塊、傳感器標(biāo)定模塊、振動測量數(shù)據(jù)處理模塊；其中：姿態(tài)測量模塊用于測量手機(jī)本體的方位變化；姿態(tài)調(diào)整模塊用于調(diào)整手機(jī)本體的位置；加速度測量模塊用于測量手機(jī)本體的三軸加速度；傳感器標(biāo)定模塊用于獲得加速度測量值修正系數(shù)實(shí)現(xiàn)對加速度測量模塊的標(biāo)定；振動測量數(shù)據(jù)處理模塊用于設(shè)置參數(shù)和分析獲得振動測量結(jié)果。

所述的基于Android平臺手機(jī)的振動測量儀，其特征在于所述的姿態(tài)測量模塊包括姿態(tài)傳感器，用于測量手機(jī)本體在地平坐標(biāo)系中的姿態(tài)參數(shù)，包括Azimuth角、Pitch角和Roll角。

所述的基于Android平臺手機(jī)的振動測量儀，其特征在于所述的姿態(tài)調(diào)整模塊包括連接配合的支撐架和一組支撐腳，支撐腳的底端連接設(shè)置調(diào)整螺母，支撐架上連接設(shè)置用于固定手機(jī)本體的彈簧扣。