專利名稱：傳感器、用于該傳感器的方法及包含該傳感器的工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，具體地，涉及傳感器、用于該傳感器的方法及包含該傳感器的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
在振動測試中，特別是大型結(jié)構(gòu)的振動測試中，很難測量待測對象的速度量和位移量，一般都只測量其加速度量，之后對加速度量進(jìn)行離線處理，得到速度量及位移量，但這樣無法實時地反映出振動的速度量和位移量。如果需要測量速度量或位移量，則需要更換相應(yīng)的速度或位移傳感器、重新布線、調(diào)試采集程序，這樣非常耽誤時間，在實際測試中很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集加速度、速度和位移測量為一體的傳感器、用于該傳感器的方法及包含該傳感器的工程機(jī)械。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種傳感器，該傳感器包括加速度檢測裝置，用于檢測待測對象的加速度信號；信號轉(zhuǎn)換裝置，用于對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號；以及輸出裝置，用于輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于傳感器的方法，該方法包括接收待測對象的加速度信號；對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號；以及輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括上述傳感器。通過上述技術(shù)方案，可于一傳感器中同時實現(xiàn)加速度、速度及位移測量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中測量不同信號量時不同傳感器的安裝、拆卸及調(diào)試，節(jié)省了測量時間。另外，將加速度信號轉(zhuǎn)換為速度信號及位移信號可通過計算機(jī)程序來實現(xiàn)的，極大地減小了傳感器的體積，為傳感器的微小型、智能化發(fā)展提供了很大的空間，同時降低了傳感器的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1本發(fā)明提供的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的傳感器的一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的傳感器的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖4為本發(fā)明提供的傳感器的方法流程圖。附圖標(biāo)記說明
10加速度檢測裝置20信號轉(zhuǎn)換裝置
30輸出裝置40模式選擇開關(guān)
50控制器110安裝座
120防護(hù)罩130固定磁鐵
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。圖1本發(fā)明提供的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種傳感器，該傳感器包括加速度檢測裝置10，用于檢測待測對象的加速度信號(該加速度檢測裝置10優(yōu)選為電容式加速度傳感器，因為其測量頻率范圍是從OHz開始，適用測量范圍更廣);信號轉(zhuǎn)換裝置20，用于對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號；以及輸出裝置30，用于輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者。本發(fā)明可于一傳感器中同時實現(xiàn)加速度、速度及位移測量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中測量不同信號量時不同傳感器的安裝、拆卸及調(diào)試，節(jié)省了測量時間。將加速度信號轉(zhuǎn)換為速度信號及位移信號可通過計算機(jī)程序來實現(xiàn)的，極大地減小了傳感器的體積，為傳感器的微小型、智能化發(fā)展提供了很大的空間，同時降低了傳感器的生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明可對加速度信號一邊采集一邊處理，逐點分析，得到速度信號及位移信號，之后根據(jù)需要進(jìn)行輸出，可實時獲取待測對象的當(dāng)前加速度、速度及位移中的一者或多者。具體而言，所述對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分以得到速度信號及位移信號可包括以下步驟對所述加速度信號進(jìn)行去直流分量及帶通濾波，得到去直流分量及帶通濾波后的加速度信號；對所述去直流分量及帶通濾波后的加速度信號進(jìn)行數(shù)值積分及去趨勢項，得到速度信號；以及對所述速度信號進(jìn)行數(shù)值積分及去趨勢項，得到位移信號。以下對所述信號轉(zhuǎn)換裝置的基本原理進(jìn)行詳細(xì)描述?，F(xiàn)假設(shè)4(0為加速度檢測裝置10所采集到的原始加速度信號，對O為進(jìn)行去直流分量及帶通濾波后的加速度信號，^(0為對所述進(jìn)行數(shù)值積分之后的速度信號，為對勾(0去趨勢項之后的速度信號，Xo (t)為對所述勾⑴進(jìn)行數(shù)值積分之后的位移信號，x(t)為對Xo (t)去趨勢項之后的位移信號，首先，信號轉(zhuǎn)換裝置接收加速度檢測裝置10所采集到的原始加速度信號。由于測量的信號中難免有直流分量，因此在信號轉(zhuǎn)換之前需要將信號去直流分量。去直流的方法是求出η個采樣點的平均值。再用采樣點的值減去平均值，去直流后的表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種傳感器,其特征在于,該傳感器包括加速度檢測裝置，用于檢測待測對象的加速度信號；信號轉(zhuǎn)換裝置，用于對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號；以及輸出裝置，用于輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述信號轉(zhuǎn)換裝置用于對所述加速度信號進(jìn)行去直流分量及帶通濾波，得到去直流分量及帶通濾波后的加速度信號；對所述去直流分量及帶通濾波后的加速度信號進(jìn)行數(shù)值積分及去趨勢項，得到速度信號；以及對所述速度信號進(jìn)行數(shù)值積分及去趨勢項，得到位移信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述信號轉(zhuǎn)換裝置還用于確定所述位移信號于一周期內(nèi)的位移峰值，所述輸出裝置用于輸出該位移峰值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其特征在于，該傳感器還包括模式選擇開關(guān)及控制器；所述控制器根據(jù)所述模式選擇開關(guān)的狀態(tài)，控制所述輸出裝置輸出所述加速度信號、所述速度信號、所述位移信號中的一者或多者。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其特征在于，所述輸出裝置為無線發(fā)射裝置，用于將所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者以無線方式發(fā)送出去。
6.一種用于傳感器的方法，其特征在于，該方法包括接收待測對象的加速度信號；對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號；以及輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者包括接收模式選擇信號；以及在所述模式選擇信號表示選擇第一模式的情況下，輸出所述加速度信號；在所述模式選擇信號表示選擇第二模式的情況下，輸出所述速度信號；以及在所述模式選擇信號表示選擇第三模式的情況下，輸出所述位移信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號包括對所述加速度信號進(jìn)行去直流分量及帶通濾波，得到去直流分量及帶通濾波后的加速度信號；對所述去直流分量及帶通濾波后的加速度信號進(jìn)行數(shù)值積分及去趨勢項，得到速度信號；以及對所述速度信號進(jìn)行數(shù)值積分及去趨勢項，得到位移信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，該方法還包括確定所述位移信號于一周期內(nèi)的位移峰值，并輸出該位移峰值。
10.一種工程機(jī)械，其特征在于，該工程機(jī)械包括根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項權(quán)利要求所述的傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涉及傳感器、用于該傳感器的方法及包含該傳感器的工程機(jī)械。該傳感器包括加速度檢測裝置(10)，用于檢測待測對象的加速度信號；信號轉(zhuǎn)換裝置(20)，用于對所述加速度信號分別進(jìn)行一次積分及二次積分，以得到速度信號及位移信號；以及輸出裝置(30)，用于輸出所述加速度信號、所述速度信號、以及所述位移信號中的一者或多者。通過上述技術(shù)方案，可于一傳感器中同時實現(xiàn)加速度、速度及位移測量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中測量不同信號量時不同傳感器的安裝、拆卸及調(diào)試，節(jié)省了測量時間。
文檔編號G01H11/06GK103017889SQ20121052799
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者羅清群, 黃毅 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司