[发明专利]一种基于MEMS传感器的振动测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及振动检测技术领域，尤其涉及一种基于MEMS传感器的振动测试系统。

背景技术

现在通常通过检测桥梁、大坝和建筑等的振动情况的分析来得到其安全、寿命、受损等情况。而目前的振动测试大都用到振动传感器，然而传统的振动传感器存在较大的局限，存在着一下缺点：（1）一般多基于压电原理制作而成，价格往往较高；（2）只能测试结构的三维振动，难以实现全方位测试；（3）需要配备数据采集装置，进行采集不能做到实时监测；（4）不能独立供电。

因此因为振动传感器本身的缺陷而导致传统的振动测试系统也存在着数据采集难、不能远程采集分析数据以及实时监测等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于MEMS传感器的振动测试系统，解决了现有振动测试系统的数据采集难、不能远程采集分析数据和实时监测的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于MEMS传感器的振动测试系统，它包括多个振动测试节点和监控中心；振动测试节点将检测数据发送到监控中心；监控中心包括信号接收单元、数据分析单元、中央处理器、监控显示器和数据存储服务器；信号接收单元的输出端与中央处理器的信号输入端连接；中央处理器的数据输出端与数据存储服务器的输入端连接，中央处理器的音频信号输出端与监控显示器的输入端连接；中央处理器还与数据分析单元相互连接。

振动检测节点包括多个MEMS压力传感器；MEMS压力传感器将检测的数据发送到监控中心的信号接收单元。

MEMS压力传感器为压阻式MEMS压力传感器。

压阻式MEMS压力传感器包括温度补偿电路、力电变换测量电路、误差校准电路、信号处理电路、微控制器、信号发送电路和电源单元；温度补偿电路、力电变换测量电路、误差校准电路、信号处理电路、微控制器、信号发送电路和电源单元集成在一块电路板上；电源单元与微控制器电连接连接；微控制器与所述信号发送电路、温度补偿电路、信号处理电路和误差校准电路电连接；温度补偿电路和力电变换测量电路与误差校准电路电连接；误差校准电路与信号处理电路电连接。

力电变换测量电路为半导体电阻应变片组成的惠斯顿电桥。

电源单元包括光伏太阳能电池板。

本发明的有益效果是：一种基于MEMS传感器的振动测试系统，通过采用MEMS压力传感器，其体积小、重量轻、成本低、功耗低、易于集成等特点，降低了系统的成本；能够实时远程采集分析数据，对桥梁、大坝和建筑等进行实时监测，确保其安全性。

附图说明

图1为系统的结构框图；

图2为压阻式MEMS压力传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于MEMS传感器的振动测试系统，它包括多个振动测试节点和监控中心；振动测试节点将检测数据发送到监控中心；监控中心包括信号接收单元、数据分析单元、中央处理器、监控显示器和数据存储服务器；信号接收单元的输出端与中央处理器的信号输入端连接；中央处理器的数据输出端与数据存储服务器的输入端连接，中央处理器的音频信号输出端与监控显示器的输入端连接；中央处理器还与数据分析单元相互连接。

振动检测节点包括多个MEMS压力传感器；MEMS压力传感器将检测的数据发送到监控中心的信号接收单元。

MEMS压力传感器为压阻式MEMS压力传感器。

压阻式MEMS压力传感器包括温度补偿电路、力电变换测量电路、误差校准电路、信号处理电路、微控制器、信号发送电路和电源单元；温度补偿电路、力电变换测量电路、误差校准电路、信号处理电路、微控制器、信号发送电路和电源单元集成在一块电路板上；电源单元与微控制器电连接连接；微控制器与所述信号发送电路、温度补偿电路、信号处理电路和误差校准电路电连接；温度补偿电路和力电变换测量电路与误差校准电路电连接；误差校准电路与信号处理电路电连接。

力电变换测量电路为半导体电阻应变片组成的惠斯顿电桥。

电源单元包括光伏太阳能电池板。

优选地，安装在桥梁、大坝和建筑等上的压阻式MEMS压力传感器；如果桥梁或者建筑产生振动就会对压阻式MEMS压力传感器一个应力，而半导体电阻应变片受力时，其电阻率会发生变化，电阻率发生变化其通过惠斯顿电桥的电量就会发生变化，通过将应力（压力）的变化转换为电量的变化就能得到桥梁或者建筑振动量的大小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。