[发明专利]一种智能振动传感器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种智能振动传感器及其控制方法，包括压电转换模块，用于接收机械振动，并转化为电荷信号；信号调理模块，用于对电荷信号调整，得到滤波信号；模数转换模块，用于对滤波信号模数转换，得到数字信号；数据处理模块，包括：运算单元，用于根据信号处理函数依次对数字信号进行加窗运算和快速傅里叶变换，得到初始频谱；幅值修正单元，用于对初始频谱的幅值进行修正，得到修正频谱；加速度计算单元，用于根据修正频谱的幅值和预先获取的压电转换模块的灵敏度计算得到振动加速度；频谱生成单元，用于根据振动加速度的幅值和修正频谱的频率生成加速度频谱。本发明提升智能振动传感器集成度。

技术领域

本发明涉及振动传感器技术领域，尤其涉及一种智能振动传感器及其控制方法。

背景技术

智能传感器(intelligent sensor)是具有信息处理功能的传感器，智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。与一般传感器相比，智能传感器具有以下三个优点：(1)通过软件技术可实现高精度的信息采集，而且成本低；(2)具有一定的编程自动化能力；(3)功能多样化。振动传感器是测试技术中的关键组件之一，振动传感器的原理是接收机械量并将其转换成与之成比例的电量。智能振动传感器就是能够进行数据采集、数据转换处理、数据交换的振动传感器。目前，现有的智能振动传感器一般需要通过外部的信号采集电路采集振动信号，还需要通过外部控制设备对智能振动传感器输出的频谱进行计算处理，当多个智能振动传感器同时需要外部控制设备对频谱进行计算处理时，容易造成外部控制设备数据处理负载过大，对外部控制设备的数据处理性能要求较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能振动传感器及其控制方法，用于提高智能振动传感器集成度，减少外部控制设备运算量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种智能振动传感器，包括：

压电转换模块，用于接收来自待测物体的机械振动，并将所述机械振动转化为电荷信号；

信号调理模块，连接所述压电转换模块，用于对所述电荷信号进行信号调整，得到滤波信号；

模数转换模块，连接所述信号调理模块，用于对所述滤波信号进行模数转换，得到数字信号；

数据处理模块，连接所述模数转换模块，包括：

存储单元，用于预先存储信号处理函数，以及保存所述数字信号；

运算单元，连接所述存储单元，用于根据所述信号处理函数依次对所述数字信号进行加窗运算和快速傅里叶变换，得到初始频谱；

幅值修正单元，连接所述运算单元，用于对所述初始频谱的幅值进行修正，得到修正频谱；

加速度计算单元，连接所述幅值修正单元，用于根据所述修正频谱的幅值和预先获取的所述压电转换模块的灵敏度计算得到振动加速度的幅值；

频谱生成单元，分别连接所述加速度计算单元和所述幅值修正单元，用于根据所述振动加速度的幅值和所述修正频谱的频率生成加速度频谱，所述待测物体的不同部件预先关联有相应的所述修正频谱的频率；

外部控制终端，连接所述数据处理模块，用于根据所述加速度频谱对所述待测物体的不同所述部件进行监测。

进一步地，所述信号处理函数包含有汉宁窗库函数和快速傅里叶变换库函数，则所述运算单元包括：

第一运算子单元，用于根据所述汉宁窗库函数对所述数字信号进行加窗运算，得到加窗信号；

第二运算子单元，连接所述第一运算子单元，用于根据所述快速傅里叶变换库函数对所述加窗信号进行快速傅里叶变换运算，得到所述初始频谱。

进一步地，所述幅值修正单元包括：