[实用新型]一种基于USB接口的便携式电梯动态特性数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电梯动态特性数据采集装置，尤其是涉及一种基于USB接口的便携式电梯动态特性数据采集装置。

背景技术

电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种运输工具，但随着电梯不断向高扬程、高速方向发展，使其保持较高的动态舒适性变得愈发困难。因为在电梯高速运行过程中产生的机械振动和冲击会对其曳引系统产生附加动载荷，影响电梯的工作性能，影响乘客的舒适感和健康，还可能产生安全事故，影响生命财产安全。所以对电梯运行状态进行检测，了解其动态性能是预防及改善电梯质量的必要手段。

现有专用仪器主要为美国PMT公司开发的EVA-625电梯品质检测分析仪，它能够记录和分析电梯和自动扶梯的振动情况，但是该仪器需要充电电池或外接电源，并且其内存小，存储数据有限，且不能进行数据实时分析；还有南德意志集团的电梯诊断系统ADIASYSTEM，是一套运用计算机对电梯和自动扶梯进行测量并对测试结果进行适当记录的系统，但该系统复杂，价额昂贵，不利于相应公司和机构采用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于USB接口的便携式电梯动态特性数据采集装置，具有低功耗、便携、数据实时分析等特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括采集装置、笔记本电脑和安装在电梯轿厢中的X，Y，Z方向的三路振动加速度传感器连接；采集装置通过传感器信号线分别与三路振动加速度传感器连接，采集装置通过USB数据线与笔记本电脑连接；其中：

所述采集装置的三个电荷放大器模块的一端分别与装在电梯轿厢中的X，Y，Z方向的三路振动加速度传感器连接，三个电荷放大器模块的另一端分别接入多路开关后，经由可编程放大器和低通滤波及电位平移电路组成的信号滤波处理及运放调理电路模块后，接带A/D转换器的单片机控制器模块，电源管理模块分别对电荷放大器模块、多路开关、信号滤波处理及运放调理电路模块和带A/D转换器的单片机控制器模块供电，USB接口模块通过USB数据线分别与带A/D转换器的单片机控制器模块、电源管理模块和笔记本电脑连接。

所述带A/D转换器的单片机控制器模块是由ADI公司的ADuC841单片机芯片，该芯片具有单指令周期20MIPS 8052内核和8通道高速420Ksps、12bit模/数转换器、精密内部电压参考源。

所述USB接口模块，其中芯片采用南京沁恒的CH372A并口芯片，该芯片兼容USB 2.0；内置固件模式下屏蔽了相关的USB协议，自动完成标准的USB枚举配置过程，完全不需要本地端控制器作任何处理，简化了单片机的固件编程；通用Windows驱动程序提供设备级接口，通过DLL提供API应用层接口。

所述信号滤波处理及运放调理电路模块，以LM324芯片为核心，LM324芯片提供了4个运算放大器。其中，两个运算放大器设计成滤波器电路；一个运算放大器设计成算术运算电路，进行电平移位，将—5V～+5V的输入信号经过运算变换成0～+2.5V的范围，符合A/D转换器的输入要求；再有一运算放大器设计成电压跟随器，将ADuC841芯片的精准的参考电压跟随输出，运用在电平移位的算术运算电路中。

所述电源管理模块采用了两个芯片，一个是采用LT1117-3.3芯片，将USB总线提供的5V电压转换成3.3V电压，提供给A/D转换器的单片机控制器模块及USB接口模块；另一个是采用A0509S芯片将USB总线提供的5V电压变换成±9V，提供给多路开关、电荷放大器模块、可编程放大器、低通滤波及电位平移模块。

本实用新型具有的有益效果是：

该装置以单片机模块为核心，负责指令解析，并根据相应指令启动和控制AD转换，最后将电梯动态特性数据传送到笔记本电脑进行实时分析。本实用新型具有低功耗、便携、数据实时分析等特点。

附图说明

图1是本实用新型连接示意图。

图2是本实用新型的总体硬件示意图。

图3是本实用新型的单片机控制程序的整体架构图。

图4是本实用新型的单片机控制程序主函数流程图。

图中：1.采集装置；2.笔记本电脑；3.USB数据线；4.传感器信号线；5.电梯轿厢示意图；6.振动加速度传感器；7.USB接口模块；8.带A/D转换器的单片机控制模块；9.信号滤波处理及运放调理电路模块；10.电荷放大器模块；11.电源管理模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。