专利名称：传感器、用于该传感器的方法及包含该传感器的工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量领域，具体地，涉及传感器、用于该传感器的方法及包含该传感器的工程机械。
背景技术：
在振动测试中，特别是大型结构的振动测试中，很难测量待测对象的速度量和位移量，一般都只测量其加速度量，之后对加速度量进行离线处理，得到速度量及位移量，但这样无法实时地反映出振动的速度量和位移量。如果需要测量速度量或位移量，则需要更换相应的速度或位移传感器、重新布线、调试采集程序，这样非常耽误时间，在实际测试中很不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种集加速度、速度和位移测量为一体的传感器、用于该传感器的方法及包含该传感器的工程机械。为了实现上述目的，本发明提供一种传感器，该传感器包括加速度检测装置，用于检测待测对象的加速度信号；信号转换装置，用于对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号；以及输出装置，用于输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者。相应地，本发明还提供一种用于传感器的方法，该方法包括接收待测对象的加速度信号；对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号；以及输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者。相应地，本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述传感器。通过上述技术方案，可于一传感器中同时实现加速度、速度及位移测量，避免了现有技术中测量不同信号量时不同传感器的安装、拆卸及调试，节省了测量时间。另外，将加速度信号转换为速度信号及位移信号可通过计算机程序来实现的，极大地减小了传感器的体积，为传感器的微小型、智能化发展提供了很大的空间，同时降低了传感器的生产成本。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1本发明提供的传感器的结构示意图；图2为本发明提供的传感器的一实施方式的结构示意图；图3为本发明提供的传感器的装配结构示意图；以及图4为本发明提供的传感器的方法流程图。附图标记说明
10加速度检测装置20信号转换装置
30输出装置40模式选择开关
50控制器110安装座
120防护罩130固定磁铁
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1本发明提供的传感器的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种传感器，该传感器包括加速度检测装置10，用于检测待测对象的加速度信号(该加速度检测装置10优选为电容式加速度传感器，因为其测量频率范围是从OHz开始，适用测量范围更广);信号转换装置20，用于对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号；以及输出装置30，用于输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者。本发明可于一传感器中同时实现加速度、速度及位移测量，避免了现有技术中测量不同信号量时不同传感器的安装、拆卸及调试，节省了测量时间。将加速度信号转换为速度信号及位移信号可通过计算机程序来实现的，极大地减小了传感器的体积，为传感器的微小型、智能化发展提供了很大的空间，同时降低了传感器的生产成本。另外，本发明可对加速度信号一边采集一边处理，逐点分析，得到速度信号及位移信号，之后根据需要进行输出，可实时获取待测对象的当前加速度、速度及位移中的一者或多者。具体而言，所述对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分以得到速度信号及位移信号可包括以下步骤对所述加速度信号进行去直流分量及带通滤波，得到去直流分量及带通滤波后的加速度信号；对所述去直流分量及带通滤波后的加速度信号进行数值积分及去趋势项，得到速度信号；以及对所述速度信号进行数值积分及去趋势项，得到位移信号。以下对所述信号转换装置的基本原理进行详细描述。现假设4(0为加速度检测装置10所采集到的原始加速度信号，对O为进行去直流分量及带通滤波后的加速度信号，^(0为对所述进行数值积分之后的速度信号，为对勾(0去趋势项之后的速度信号，Xo (t)为对所述勾⑴进行数值积分之后的位移信号，x(t)为对Xo (t)去趋势项之后的位移信号，首先，信号转换装置接收加速度检测装置10所采集到的原始加速度信号。由于测量的信号中难免有直流分量，因此在信号转换之前需要将信号去直流分量。去直流的方法是求出η个采样点的平均值。再用采样点的值减去平均值，去直流后的表达式为
权利要求
1.一种传感器,其特征在于,该传感器包括加速度检测装置，用于检测待测对象的加速度信号；信号转换装置，用于对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号；以及输出装置，用于输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述信号转换装置用于对所述加速度信号进行去直流分量及带通滤波，得到去直流分量及带通滤波后的加速度信号；对所述去直流分量及带通滤波后的加速度信号进行数值积分及去趋势项，得到速度信号；以及对所述速度信号进行数值积分及去趋势项，得到位移信号。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述信号转换装置还用于确定所述位移信号于一周期内的位移峰值，所述输出装置用于输出该位移峰值。
4.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，该传感器还包括模式选择开关及控制器；所述控制器根据所述模式选择开关的状态，控制所述输出装置输出所述加速度信号、所述速度信号、所述位移信号中的一者或多者。
5.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述输出装置为无线发射装置，用于将所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者以无线方式发送出去。
6.一种用于传感器的方法，其特征在于，该方法包括接收待测对象的加速度信号；对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号；以及输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者包括接收模式选择信号；以及在所述模式选择信号表示选择第一模式的情况下，输出所述加速度信号；在所述模式选择信号表示选择第二模式的情况下，输出所述速度信号；以及在所述模式选择信号表示选择第三模式的情况下，输出所述位移信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号包括对所述加速度信号进行去直流分量及带通滤波，得到去直流分量及带通滤波后的加速度信号；对所述去直流分量及带通滤波后的加速度信号进行数值积分及去趋势项，得到速度信号；以及对所述速度信号进行数值积分及去趋势项，得到位移信号。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，该方法还包括确定所述位移信号于一周期内的位移峰值，并输出该位移峰值。
10.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的传感器。
全文摘要
本发明公开了一种涉及传感器、用于该传感器的方法及包含该传感器的工程机械。该传感器包括加速度检测装置(10)，用于检测待测对象的加速度信号；信号转换装置(20)，用于对所述加速度信号分别进行一次积分及二次积分，以得到速度信号及位移信号；以及输出装置(30)，用于输出所述加速度信号、所述速度信号、以及所述位移信号中的一者或多者。通过上述技术方案，可于一传感器中同时实现加速度、速度及位移测量，避免了现有技术中测量不同信号量时不同传感器的安装、拆卸及调试，节省了测量时间。
文档编号G01H11/06GK103017889SQ20121052799
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者罗清群, 黄毅 申请人:中联重科股份有限公司