专利名称：智能控件化声振测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分析仪器，具体涉及智能控件化声振测量仪。
背景技术：
声振信号的检测和测量在工业、医疗、军事、机械制造、航空航天等领域都有广泛应用。传统的模拟测量仪速度慢、体积庞大，仪器的精度易受到外部温度和时间的影响，而且在使用过程中均存在不同程度的问题，如功能单一、灵活性差、可扩展性差、价格昂贵等，不能满足实时研究测量的需要。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种智能控件化声振测量仪。为了解决上述问题，根据本实用新型的技术方案，智能控件化声振测量仪，包括传感器组、数据采集模块、嵌入式计算机主机和显示器，其中传感器组采集外部信号，将外部信号转换成电信号，输出到数据采集模块；数据采集模块将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机；嵌入式计算机主机对接收到的数据进行分析、处理和保存，然后将结果输出到显不器显不；其特征在于传感器组由η个位移传感器和m个ICP传感器构成，其中，η为1 96的自然数，m为1 10的自然数，位移传感器和ICP传感器将电信号输出到数据采集模块。智能控件化声振测量仪通过传感器组对被测机器或结构的振动信号和噪声信号采样，通过嵌入式计算机主机对信号做进一步的分析以获得机器或结构的振动特性和噪声特性，根据振动特性可以验证机器或结构动态特性的设计要求，根据噪声特性可以检验机器或结构的噪声控制要求，通过显示器以直观的图形化方式呈现结果，并且检测数据可在硬盘中作长时间保存，也可以转存到刻录光盘作永久性的保存，使该智能控件化声振测量仪具有在线和离线数据分析功能，离线数据分析时，数据来源于硬盘中的数据文件，对数据直接调用并进行分析，无需再采样转换。仪器具有多个数据通道，可以采用多种传感器，以适应用户的各种测试需求，本实用新型具有功能强大、一机多用、适用范围广的优点。根据所述本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的优选方案，所述ICP传感器是ICP供电型传声器，所述ICP供电型传声器将电信号输出到数据采集模块。根据本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的优选方案，所述数据采集模块包括PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器，PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器接收位移传感器和ICP供电型传声器输出的电信号，并将收到的电信号转换为数字量， 输出到嵌入式计算机主机；采用PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器并且通过PCI总线或USB接口与嵌入式计算机主机通信，在嵌入式计算机主机中安装相应的功能软件，使智能控件化声振测量仪能够在线或离线进行测试，能够对单通道或者多通道中的任意一个通道进行分析。根据所述本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的优选方案，所述ICP传感器是ICP加速度传感器，所述数据采集模块包括PCI总线数据采集卡，在ICP加速度传感器和 PCI总线数据采集卡之间还设置有信号调理模块；所述ICP加速度传感器输出电信号到所述信号调理模块；所述信号调理模块将收到的信号进行调理、滤波后输出到PCI总线数据采集卡；PCI总线数据采集卡将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机。根据所述本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的优选方案，所述ICP传感器是ICP加速度传感器，所述数据采集模块包括USB接口数据采集器，USB接口数据采集器接收位移传感器和ICP加速度传感器输出的电信号，并将收到的电信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机。本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的有益效果是本实用新型可在线和离线进行噪声测试、音频失真测试和振动信号测试，所述的智能控件化声振测量仪通过传感器组对被测机器或结构的振动信号和噪声信号采样，通过嵌入式计算机主机对信号做进一步的分析以获得机器或结构的振动特性和噪声特性，根据振动特性可以验证机器或结构动态特性的设计要求，根据噪声特性可以检验机器或结构的噪声控制要求，通过显示器以直观的图形化方式呈现结果；并且检测数据可在硬盘中作长时间保存；同时，仪器具有多个数据通道，可以采用多个传感器，能够对多通道中的任意一个通道进行分析处理，并且，本实用新型具有结构简单，可靠性高，功能强大，一机多用，适用范围广的优点，具有极大的经济效益和社会效益。

图1是本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的电路原理框图。图2是本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的其中一个实施例所述的电路原理框图。图3是本实用新型所述的智能控件化声振测量仪的其中另一个实施例所述的电路原理框图。图4是本实用新型所述的嵌入式计算机主机4中安装的软件流程框图。
具体实施方式
参见图1和图4，本实用新型所述的智能控件化声振测量仪，包括传感器组1、数据采集模块3、嵌入式计算机主机4和显示器5，其中传感器组1采集外部信号，将外部信号转换成电信号，输出到数据采集模块3 ；数据采集模块3将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机4 ；嵌入式计算机主机4对接收到的数据进行分析、处理和保存，然后将结果输出到显示器5显示；所述传感器组1由η个位移传感器和m个ICP传感器构成，其中，η为1 96的自然数，m为1 10的自然数，位移传感器和ICP传感器将电信号输出到数据采集模块3。[0029]在嵌入式计算机主机4中安装有如图3所示的软件，其中，嵌入式计算机主机4 进行的数据分析包括噪声测试分析、振动测试分析和音频测试分析，其中噪声测试分析包括计权滤波、声压级、倍频程和窄带宽等；振动测试分析包括时域分析、频域分析和细化分析等；音频测试分析包括SNR信噪比、SINAD信纳、信号、噪声、失真比、THD总谐波失真、 THD+N总谐波失真加噪声和IMD互调失真等。在该智能控件化声振测量仪中安装的软件采用组件化的方式设计，使软件可脱离智能控件化声振测量仪的硬件部分独立运行，其中软件包括测量软件包括数据采集模块、 仪器控制模块、信号波形显示模块、振动测试测量模块、噪声信号测量模块、音频失真测量模块、信号存储模块和报表图片打印模块。本实用新型软件采用组件化设计方法，简化了硬件结构，使用本实用新型所述智能控件化声振测量仪，只需外接传感器，负责前期信号采集，不存在各测试仪器之间的调试匹配问题，可操作性加强，维护方便，成本大大的降低；软件与硬件分离，方便升级；软件可以作为独立程序使用，用于将保存的检测数据回放和分析；配合丰富的软件包，可以实现多种分析功能。在该智能控件化声振测量仪的功能库中共有多项功能，主要有传感器标定，信号积分，电压信号单位转换，设置获取分贝参考值，计权滤波，振动级，声压级，Ι/k倍频程包括 1/1、1/3、1/6、1/12、1/M倍频程，功率谱，功率谱密度，FFT谱即幅值相位谱和虚部实部谱， 频率响应函数，互谱，相干输出谱，细化谱包括细化功率谱、细化功率谱密度、细化FFT谱、 细化频率响应谱、细化互谱和细化相干输出谱，交直流分量，SNR信噪比，SINAD信纳，信号， 噪声，失真比，THD+N总谐波失真加噪声，THD总谐波失真，IMD互调失真，线性相位测量，增益延时测量，动态范围，串扰，空闲通道噪声，STFT短时傅里叶变换，冲击谱等。在具体实施例中，所述ICP传感器是ICP供电型传声器，所述ICP供电型传声器将电信号输出到数据采集模块3。所述数据采集模块3包括PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器，PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器接收位移传感器和ICP供电型传声器输出的电信号，并将收到的电信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机4。当传感器组1由96个位移传感器和10个ICP传感器构成，PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器是采用32通道16位的，数据采集模块3由4个32通道16位的PCI 总线数据采集卡或者4个32通道16位的USB接口数据采集器构成。参见图2，在具体实施例中，所述ICP传感器是ICP加速度传感器，所述数据采集模块3包括PCI总线数据采集卡，在ICP加速度传感器和PCI总线数据采集卡之间还设置有信号调理模块2 ；所述ICP加速度传感器输出电信号到所述信号调理模块2 ；所述信号调理模块2将收到的信号进行调理、滤波后输出到PCI总线数据采集卡；PCI总线数据采集卡将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机4。当传感器组1由96个位移传感器和10个ICP加速传感器构成，PCI总线数据采集卡是采用32通道16位PCI总线数据采集卡时，如PCI9114数据采集卡，数据采集模块3 由4个32通道16位的PCI总线数据采集卡构成。[0041 ] 参见图3，在具体实施例中，所述ICP传感器是ICP加速度传感器，所述数据采集模块3包括USB接口数据采集器，USB接口数据采集器接收位移传感器和ICP加速度传感器输出的电信号，并将收到的电信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机4。当传感器组1由96个位移传感器和10个ICP加速传感器构成，USB接口数据采集器是采用32通道16位的USB接口数据采集器时，数据采集模块3由4个32通道16位 USB接口数据采集器构成。嵌入式计算机主机4采用工业级主板，可以采用1. IG CPU, 256M内存，80G硬盘， 显示器5可以采用IXD液晶显示屏，PCI总线数据采集卡可以采用凌华公司生产的PCI9114 数据采集卡，通过PCI总线扩展槽与嵌入式计算机主机4连接；USB接口数据采集器可以采用DTE3216 USB接口数据采集器，通过USB接口与嵌入式计算机主机4连接；为方便携带， 可将信号调理模块2、数据采集模块3、嵌入式计算机主机4和显示器5安装于专用仪器机箱中，机箱用铝合金冲压而成，并用工业级电源供电，也保证了该智能控件化声振测量仪具有屏蔽电磁干扰和抗振动的能力。
权利要求1.智能控件化声振测量仪，包括传感器组(1)、数据采集模块(3)、嵌入式计算机主机 (4)和显示器(5)，其中传感器组(1)采集外部信号，将外部信号转换成电信号，输出到数据采集模块(3 )；数据采集模块(3)将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机(4)；嵌入式计算机主机(4)对接收到的数据进行分析、处理和保存，然后将结果输出到显示器(5)显示；其特征在于传感器组(1)由η个位移传感器和m个ICP传感器构成，其中，η为1 96的自然数，m为1 10的自然数，位移传感器和ICP传感器将电信号输出到数据采集模块(3)。
2.根据权利要求1所述的智能控件化声振测量仪，其特征在于所述ICP传感器是ICP 供电型传声器，所述ICP供电型传声器将电信号输出到数据采集模块(3)。
3.根据权利要求2所述的智能控件化声振测量仪，其特征在于所述数据采集模块(3) 包括PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器，PCI总线数据采集卡或USB接口数据采集器接收位移传感器和ICP供电型传声器输出的电信号，并将收到的电信号转换为数字量， 输出到嵌入式计算机主机(4 )。
4.根据权利要求1所述的智能控件化声振测量仪，其特征在于所述ICP传感器是 ICP加速度传感器，所述数据采集模块(3)包括PCI总线数据采集卡，在ICP加速度传感器和PCI总线数据采集卡之间还设置有信号调理模块(2)；所述ICP加速度传感器输出电信号到所述信号调理模块(2)；所述信号调理模块(2)将收到的信号进行调理、滤波后输出到PCI总线数据采集卡；PCI总线数据采集卡将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机(4)。
5.根据权利要求1所述的智能控件化声振测量仪，其特征在于所述ICP传感器是 ICP加速度传感器，所述数据采集模块(3)包括USB接口数据采集器，USB接口数据采集器接收位移传感器和ICP加速度传感器输出的电信号，并将收到的电信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机(4)。
专利摘要本实用新型公开了智能控件化声振测量仪，包括传感器组、数据采集模块、嵌入式计算机主机和显示器，其中传感器组采集外部信号，将外部信号转换成电信号，输出到数据采集模块；数据采集模块将收到的信号转换为数字量，输出到嵌入式计算机主机；嵌入式计算机主机对接收到的数据进行分析、处理和保存，然后将结果输出到显示器显示；其特征在于传感器组由n个位移传感器和m个ICP传感器构成，其中，n为1～96的自然数，m为1～10的自然数，位移传感器和ICP传感器将电信号输出到数据采集模块；本实用新型可在线和离线进行噪声测试、音频失真测试和振动信号测试，具有结构简单，可靠性高，功能强大的优点。
文档编号G01H11/06GK202209988SQ20112011955
公开日2012年5月2日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者尹爱军, 秦树人 申请人:重庆大学