[發(fā)明專利]一種智能加速度傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210352394.1
• 申請日: 2022-04-05
• 公開（公告）號: CN114894293A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 鞏玉楠;王賀;汪慧云;龔強;徐麗清;諸波;劉敏;王玉磊;顧紫冉
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司上海航空測控技術研究所
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 上海和躍知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發(fā)明公開了一種智能加速度傳感器，包含電連接器(1)、外殼(2)、底座(3)、固定腳(4)、處理電路板(5)和三軸振動采集器(6)，處理電路板(5)和三軸振動采集器(6)集中于外殼(2)內，處理電路板(5)和三軸振動采集器(6)采用疊層設計，板間使用環(huán)氧樹脂灌封；底座(3)剛性連接三軸振動采集器(6)，固定腳(4)用于與被測振動部件連接，電連接器(1)用于使處理電路板(5)與外部電纜建立連接；三軸振動采集器(6)將采集到的機械振動轉換成電信號；處理電路板根據(jù)配置的算法對電信號進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)通過電連接器上連接的電纜傳輸給外部設備。本發(fā)明可以在數(shù)據(jù)采集前端完成振動信號的處理。

技術領域

本發(fā)明涉及一種智能加速度傳感器，在數(shù)據(jù)采集前端完成振動信號的處理。

背景技術

直升機的旋翼系統(tǒng)是飛機上最重要的三大動部件之一，在出現(xiàn)故障時往往表現(xiàn)振動量過大、過載嚴重等現(xiàn)象。對動力系統(tǒng)進行振動監(jiān)測是現(xiàn)代直升機健康監(jiān)測的核心和關鍵。振動采集設備一般由振動傳感器、屏蔽線纜、數(shù)據(jù)采集裝置等組成，連接方式如圖1所示。

傳統(tǒng)的振動采集設備采用集中式架構，集中式架構采用一個數(shù)據(jù)采集單元+多路傳感器的方式，這種架構很好的完成了數(shù)據(jù)的集中采集和處理，但是往往存在很多弊端：

a)集中式架構采用的1個數(shù)據(jù)采集單元，往往對主處理芯片的數(shù)據(jù)處理能力要求很高，這會造成熱設計困難、主處理芯片的負載能力要求高、國產(chǎn)元器件性能替代難度較大等問題。

b)集中式架構采用超長的線纜+傳感器的布局方式，這種布局對線纜粗細、材質、屏蔽、傳感器帶負載能力等要求很高，以當前某型機載系統(tǒng)為例，尾減振動傳感器到數(shù)據(jù)采集裝置的線纜長度達到19米，為保證傳感器信號的抗干擾能力和衰減在可接受范圍，線纜采用了價格昂貴的屏蔽線纜，僅僅線纜重達數(shù)千克，大大增加采集裝置的重量。

c)集中式架構在出現(xiàn)故障需要定位的時候，無法區(qū)分是傳感器故障、線纜故障還是調理采集電路故障，需要借助外部資源進行故障隔離判斷。這種操作對于機艙狹窄的空間，非常不便。并且當支持多路數(shù)據(jù)采集的板卡出現(xiàn)某一路故障時，需要更換多路功能板卡的形式進行維護，造成極大的浪費。在采集系統(tǒng)應用越來越廣泛的今天，生產(chǎn)廠家的維護壓力越來越大。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種智能加速度傳感器，在數(shù)據(jù)采集前端完成振動信號的處理。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種智能加速度傳感器，包含電連接器1、外殼2、底座3、固定腳4、處理電路板5和三軸振動采集器6，處理電路板5和三軸振動采集器6集中于外殼2內，處理電路板5和三軸振動采集器6采用疊層設計，板間使用環(huán)氧樹脂灌封；底座3剛性連接三軸振動采集器6，固定腳4用于與被測振動部件連接，電連接器1用于使處理電路板5與外部電纜建立連接；

三軸振動采集器6將采集到的機械振動轉換成電信號；處理電路板根據(jù)配置的算法對三軸振動采集器6輸出的電信號進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)通過電連接器上連接的電纜傳輸給外部設備。

優(yōu)選地，處理電路板包含調理電路、模數(shù)轉換器、主處理器、通信模塊；

調理電路對三軸振動采集器6輸出的電信號進行隔直流、調整信號大小、濾波；

模數(shù)轉換器將調理電路輸出的模擬的電信號轉換成數(shù)字信號；

主處理器通過通信模塊接收外部的配置信息并存儲到掉電非易失FLASH；上電后，根據(jù)配置信息，使能數(shù)據(jù)通道，配置調理電路和模數(shù)轉換器的采集規(guī)格；并接收被使能數(shù)據(jù)通道的數(shù)字信號。

優(yōu)選地，模數(shù)轉換器為獨立的模數(shù)轉化器芯片或者集成于主處理器內部的模數(shù)轉換模塊。

進一步，主處理器還根據(jù)配置信息和指令，無業(yè)務啟動時，進入低功耗模式。