专利名称：三轴低频振动数字传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及小型结构的数字传感器，尤其涉及一种可广泛用于进行各种在线低频振动测量的三轴低频振动数字传感器。
背景技术：
目前，小型结构的低频振动测量传感器存在的主要不足是多为机械式的，自身体积和重量较大，难以安装在指定的小型结构上进行振动测量；输出信号为模拟信号，后端必须连接信号处理电路，不能进行远距离传输，否则会导致测量精度和抗干扰能力的下降；由于模拟信号传输距离和模拟信号处理能力的限制，难以进行大范围的多点同时测量。
实用新型内容为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种三轴低频振动数字传感器，将来自三轴传感器的模拟信号进行数字化转换，直接输出数字信号到后续电路中的微处理器内，大大提高了测量精度和抗干扰能力，数字信号能够进行远距离传输，可以大范围的多点同时测量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种三轴低频振动数字传感器，包括X、Y轴传感器芯片、Z轴传感器芯片，X、Y轴传感器芯片的X轴输出端及X轴参考电压输出端分别与模数转换电路芯片的第四、第五模拟信号输入端相连；X、Y轴传感器芯片的Y轴输出端及Y轴参考电压输出端分别与模数转换电路芯片的第二、第三模拟信号输入端相连；Z轴传感器芯片的Z轴输出端及Z轴参考电压输出端分别与模数转换电路芯片的第零、第一模拟信号输入端相连；模数转换电路芯片的数据传输端口分别与信号接口对应的数据传输端口连接；模数转换电路芯片的时钟信号端口与信号接口对应的时钟信号端口连接。
所述模数转换电路芯片的型号为ADS7871，X、Y轴传感器芯片的型号为SA549，Z轴传感器芯片的型号为SA202。
与目前使用的低频振动传感器相比，本实用新型具有如下优点传感器为电子式的，由集成电路芯片组成，自身体积和重量较小，可以方便地应用到各种小型结构的振动测量上；传感器为数字信号输出，后端可以直接接入各类微处理器的输入接口，不用再进行模拟信号的处理；传感器采用数字输出后，提高了分布式振动测量应用系统的测量精度和抗干扰能力；由于数字信号可以远距离传输而不影响其精度和稳定性，较大地提高了测量系统传感器布置的方便性和测试通道数量。
图1为本实用新型三轴低频振动数字传感器的原理框图；图2为图1的电路原理图。
具体实施方式
请参照图1、图2，本实用新型是一种三轴低频振动数字传感器，包括X、Y轴传感器、Z轴传感器、模数转换电路、电源电路、信号接口，其X、Y轴传感器由芯片IC2构成，Z轴传感器由芯片IC3构成，X、Y轴传感器芯片的型号为SA549，Z轴传感器芯片的型号为SA202。使用时，将芯片IC2贴在被测物体的一个平面上，将芯片IC3贴在被测物体的另一个与其垂直的平面上，X、Y轴传感器和Z轴传感器同时工作，将被测物体的振动转换成模拟信号，其中Z轴传感器芯片IC3的Z轴输出端Z_OUT及Z轴参考电压输出端Z_ADJ分别输出信号到模数转换电路芯片IC1的第零、第一模拟信号输入端AIN0、AIN1。
X、Y轴传感器芯片IC2的X轴输出端X_OUT及X轴参考电压输出端X_ADJ分别输出信号到模数转换电路芯片IC1的第四、第五模拟信号输入端AIN4、AIN5。
X、Y轴传感器芯片IC2的Y轴输出端Y_OUT及Y轴参考电压输出端Y_ADJ分别输出信号到模数转换电路芯片IC1的第二、第三模拟信号输入端AIN2、AIN3。
上述传感器芯片IC2、IC3采集到的模拟信号经过这些端口输入到模数转换电路芯片IC1内，在IC1内经过数字转换后由模数转换电路芯片IC1的数据传输端口DIN和DOUT输送到信号接口JP1对应的数据传输端口DIN和DOUT中。
信号接口JP1由五针通用插座组成。信号接口JP1与微处理器SPI总线连接，SPI是英文serial peripheral interface的缩写，SPI总线是微处理器的串行外围设备接口，是一种全双工、高速、同步的通信总线，本实用新型的传感器直接输出数字信号到微处理器进行后续处理。IC1的时钟信号端口SCLK与信号接口JP1的时钟信号端口SCLK相连。在信号传输时提供时钟同步信号。
模数转换电路芯片IC1由型号为ADS7871的集成电路芯片构成。
电源电路芯片IC4由型号为SP6201的集成电路芯片构成。电源电路芯片IC4电压输出端口OUT一路与传感器X、Y轴传感器芯片IC2电压端口AVCC连接；另一路与Z轴传感器芯片IC3的电压端口AVCC连接，再一路模数转换电路芯片IC1的电压端口端口VDD相连，为这些芯片提供工作电压。
权利要求1.一种三轴低频振动数字传感器，包括X、Y轴传感器芯片、Z轴传感器芯片，其特征在于所述X、Y轴传感器芯片(IC2)的X轴输出端(X_OUT)及X轴参考电压输出端(X_ADJ)分别与模数转换电路芯片(IC1)的第四、第五模拟信号输入端(AIN4、AIN5)相连；所述X、Y轴传感器芯片(IC2)的Y轴输出端(Y_OUT)及Y轴参考电压输出端(Y_ADJ)分别与模数转换电路芯片(IC1)的第二、第三模拟信号输入端(AIN2、AIN3)相连；Z轴传感器芯片(IC3)的Z轴输出端(Z_OUT)及Z轴参考电压输出端(Z_ADJ)分别与模数转换电路芯片(IC1)的第零、第一模拟信号输入端(AIN0、AIN1)相连；模数转换电路芯片(IC1)的数据传输端口(DIN、DOUT)分别与信号接口(JP1)对应的数据传输端口(DIN、DOUT)连接；模数转换电路芯片(IC1)的时钟信号端口(SCLK)与信号接口(JP1)对应的时钟信号端口(SCLK)连接。
2.根据权利要求1所述的三轴低频振动数字传感器，其特征在于所述模数转换电路芯片(IC1)的型号为ADS7871，X、Y轴传感器芯片(IC2)的型号为SA549，Z轴传感器芯片(IC3)的型号为SA202。
专利摘要一种三轴低频振动数字传感器，其X、Y轴传感器芯片的X轴输出端及X轴参考电压输出端分别与模数转换电路芯片的第四、第五模拟信号输入端相连；X、Y轴传感器芯片的Y轴输出端及Y轴参考电压输出端分别与模数转换电路芯片的第二、第三模拟信号输入端相连；Z轴传感器芯片的Z轴输出端及Z轴参考电压输出端分别与模数转换电路芯片的第零、第一模拟信号输入端相连；模数转换电路芯片的数据传输端口分别与信号接口对应的数据传输端口连接；模数转换电路芯片将来自三轴传感器的模拟信号进行数字化转换，直接输出数字信号到后续电路中的微处理器内，大大提高了测量精度和抗干扰能力，能够进行远距离传输，可以大范围的多点同时测量。
文档编号G01M7/00GK2901292SQ20062001231
公开日2007年5月16日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者孙明, 赵连山 申请人:北京海天科技有限公司