1022底部均为扁平形，安装时先将电路板60封装进球形壳体102内，固定在上半球 形壳体1021顶部或者固定在下半球形壳体1022底部，如图3所示，本实施方式中采用4根 螺柱将电路板固定在下半球形壳体1022底部，以避免电路板60移动；然后将球形壳体102 的上半球形壳体1021通过螺纹与球形壳体102的下半球形壳体1022固定连接；再然后以 球形壳体102的下半球形壳体1022朝下的方向将球形壳体102放入杯式基座体100中；接 下来将环形套盖体101套在球形壳体102外并通过螺纹与杯式基座体100固定连接。其中， 上半球形壳体1021的顶部10211显露在环形套盖体101上端，该显露的上半球形壳体顶部 10211用于人手把持进行手工扭转球形壳体102,以使球形壳体102内的MEMS加速度传感 器30的振动信号测试方向与待测机构测点的振动方向一致，实现全方位振动信号测试；
[0040] 另外，在环形套盖体101上设置有卡具103,如图2(a)所示本实施方式的卡具103 为螺钉形结构，该卡具103从环形套盖体101外侧穿入环形套盖体101内并与球形壳体102 直接刚性接触，避免测试振动信号过程中球形壳体102与杯式基座体100之间的滑动。
[0041] 再者，基座体100的底面安装有强力磁体104,当待测机构为铁质材料时，通过磁 力吸附的方法将基座体100固定连接在被测结构的表面上；基座体100底部还设置了螺纹 孔105,当待测机构为非铁质材料时，利用基座体100底部设置的螺纹孔105通过螺柱将基 座体100固定在被测机构表面上；另外，基座体100的底部还安装了滑道106,如图2(b)所 示，该滑道106可与无损贴片配合107,通过在无损贴片底面涂覆胶水的方式，将基座体100 固定在被测机构表面上。
[0042] 本实施方式的MCU采用的是MSP430F435型单片机，如图4所示的MSP430F435型 单片机及其外围电路图；本实施方式的MEMS加速度传感器采用的是±8g的MMA9559L型三 轴MEMS加速度传感器，如图5所示的MMA9559L型三轴MEMS加速度传感器电路原理图；由 于MMA9559L型三轴MEMS加速度传感器的工作电压与MSP430F435型单片机的工作电压不 同，本实施方式在MMA9559L型三轴MEMS加速度传感器与MSP430F435型单片机之间连接一 个ADG3308BRUZ型双向电平转换器进行电平转换，即将MMA9559L型三轴MEMS加速度传感 器输出电压转换为MSP430F435型单片机的工作电压，如图6所示的ADG3308BRUZ型双向电 平转换器的电路图。本实施方式的数据储存单元采用的是8G的闪迪TF卡，如图7所示，应 用TF卡时是将TF卡插入473521001型TF卡插座中；本实施方式是利用MSP430F435型单 片机的SPI接口对TF卡进行读写操作，对待存储的数据进行操作。本实施方式的电源模块 采用的是可充电的纽扣电池，容量为120~180mA ;对应的充电电路采用的是TI的锂电池 供电芯片，充电过程经历调节、恒流、恒压三个环节。
[0043] 本实施方式中，MMA9559L型三轴加速度传感器的引脚I05/INT_0、I03/SDA1/SBB、 I02/SD0、I01/SDI和SCLK/I00分别与ADG3308BRUZ型双向电平转换器的引脚Al~A5-- 对应连接。ADG3308BRUZ型双向电平转换器的引脚Y1、Y2、Y3、Y4和Y5分别与MSP430F435 型单片机的引脚Ρ6. 3、Ρ3. 0、Ρ3. 1、Ρ3. 2和Ρ3. 3--对应连接。MSP430F435型单片机的引 脚Ρ5· 3、Ρ5· 1、Ρ4· 7和Ρ4. 5分别与473521001型TF卡插座的引脚D0、SCLK、DI和CS-- 对应连接。
[0044] 采用所述的可用于全方位振动信号测试的MEMS传感器的方法，如图8所示，包括 如下步骤：
[0045] 步骤1 :根据振动信号测试的需要，将一个或者多个传感器分布固定在被测结构 表面的预先确定的测点上；如果预先确定的测点只有一个，则将一个传感器固定在该测点 上；如果需关注多个测点的振动信号，则相应地将多个传感器分布布置在各个测点上。
[0046] 步骤2 :首先确定测点的感兴趣测振方向，然后将卡具103打开，手工转动球形壳 体的显露部分10211，使得MMA9559L型三轴加速度传感器的测试方向与感兴趣测振方向相 对应，再后，锁住卡具103,以使球形壳体102固定，避免振动；
[0047] 步骤3 :被测结构表面产生振动时，MMA9559L型三轴加速度传感器将与被测结构 表面产生相同的振动形式，MMA9559L型三轴加速度传感器将机械振动能量转化为电压信 号，再通过其内置的模数转换芯片将电压信号转换为数字电信号数据，并与MSP430F435型 单片机通信；
[0048] 步骤3-1 :在第一次给电路板上电时，首先MSP430F435型单片机进行对其外设的 初始化和复位工作，然后通过Mailbox命令将MMA9559L型MEMS加速度传感器从深睡眠的 状态唤醒。
[0049] 步骤3-2 :MSP430F435型单片机通过触发START信号给I2C总线表示开始数据的传 输，此时I2C总线中的数据线（SDA线）由高电平跳变到低电平表示总线进入繁忙状态。紧 接着START信号后，作为主机的MSP430F435型单片机会发送一个字节数据，前7位表示从 机地址，第8位用于指示数据方向是读出（利用1表示数据从从机到主机）还是写入（利 用0表示数据从主机到从机）。之后I 2C总线上的所有从机将自己的地址与从总线上接收 到的地址进行比较，地址匹配即为主机选中的设备。此时单片机即可通过一定的时序访问 I2C总线来实现对数字信号的读取和写入。当SDA线由低电平向高电平切换的时候，表示停 止条件，停止条件将终止本次数据的发送。
[0050] 步骤4 :MSP430F435型单片机通过实时判断MMA9559L型三轴加速度传感器当前采 集的信号数据类型，进而确定相应的MMA9559L型三轴加速度传感器数据采样频率；
[0051] MSP430F435型单片机通过预设的数据相关性判断算法，判断当前采集的信号数据 类型，相关函数公式如下所示：
[0052]
[0053] 式中t表示第t个时刻，x(t)表示信号在第t个时刻的能量值平方根的大小， X (t+m)表示信号在第t+m个时刻的能量值平方根的大小，Pxx表示信号的相关系数。
[0054] 具体过程为：
[0055] 首先分别求取所采集的各相邻时刻数字电信号间的相关系数（例如，2s时刻的数 字电信号与Is时刻的数字电信号间的相关系数、3s时刻的数字电信号与2s时刻的数字电 信号间的相关系数，4s时刻的数字电信号与3s时刻的数字电信号间的相关系数），进而确 定各相邻时刻数字电信号间的相关性（例如，2s时刻的数字电信号与Is时刻的数字电信号 间的相关性、3s时刻的数字电信号与2s时刻的数字电信号间的相关性，4s时刻的数字电信 号与3s时刻的数字电信号间的相关性）：如果各相邻时刻的数字电信号间的相关系数的平 均值大于〇. 8,则认为当前MMA9559L型三轴加速度传感器采集的信号数据间的相关性非常 好，属于稳态信号数据，相应地MMA9559L型三轴加速度传感器数据采样频率确定为低频采 样频率1024Hz，以保证信号采集的准确性；如果各相邻时刻的数字电信号间的相关系数的 平均值在〇. 3-0. 8之间，则认为当前MMA9559L型三轴加速度传感器采集的信号数据间的相 关性较好，属于随机信号数据，相应地MMA9559L型三轴加速度传感器数据采样频率确定为 中