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机械式冲击记录仪的缺点是什么

2017/03/22 104

  机械式冲击记录,记录纸长度有限可记录的冲击数据也就有限,没有时间日期标志,只有时间坐标;记录冲击范围只有±5g,达不到标准较高的单位(如国家电力公司)±10g的要求;为达到三维检测的要求,同时要安装三台才可以,且安装及读取都不便;机械式冲击记录仪使用压感式记录纸,一方面国内很少能买到这种纸,另一方面记录纸在潮湿的季节或地区使用时经常出现卡纸、受潮等现象,从而造成丢失记录数据的严重问题;在运 输时有时因运 输方式的不同如海洋运输时振动幅度过大、振动次数过多、同时还需要经历铁路、公路不同的运输方式才能到达安装现场等因素,经常出现记录纸不够长,未到目的地而记录纸已用完,丢失了很多重要数据。

  随着微电子技术的迅速发展,特别是电子加速度传感器技术和单片机技术的迅猛提高,电子智能型冲击记录仪应运而生,为高精密产品的运输提供可靠的保障,给智能货车技术的发展。

  冲击记录仪的组成框图

  图1:冲击记录仪的组成框图

  冲击记录仪的总体设计方案

  本文设计的是一种基于电子加速度传感器的冲击记录仪,它的组成原理图如图1所示,包括MPS430单片机及开发板、数据存储单元、实时钟单元、看门狗单元、加速度传感器、信号放大与滤波单元、A/D转换单元以及PC机通讯接口、电源接口、液晶显示屏接口及单片机ISP(在系统编程)接口等部分。

  该冲击记录仪在设计和实现过程中,主要解决以下几个主要问题:加速度传感器的选择、低功耗芯片的选择、主板电路的设计。

  加速度传感器的选择

  加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备,加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,加速力可以是常量,也可以是变量。加速度传感器基本的原理就是由于加速度产生某个介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。

  随着微电子科技的飞速发展,低成本、高性能的电子加速度传感器得以面世。电子加速度传感器常分为三种:压电式、容感式、热感式。压电式加速度传感器运用的是压电效应,在其内部有一个刚体支撑的质量块,有运动的情况下质量块会产生压力,刚体产生应变,把加速度转变成电信号输出。容感式加速度传感器内部也存在一个质量块,从单个单元来看,它是标准的平板电容器,加速度的变化带动活动质量块的移动从而改变平板电容两极的间距和正对面积,通过测量电容变化量来计算加速度。而热感式加速度传感器内部没有任何质量块,它的中央有一个加热体,周边是温度传感器,里面是密闭的气腔,工作时在加热体的作用下,气体在内部形成一个热气团,热气团的比重和周围的冷气是有差异的,通过惯性热气团的移动形成的热场变化让感应器感应到加速度值。由于压电式加速度传感器内部有刚体支撑的存在,通常情况下,压电式加速度传感器只能感应到“动”加速度,而不能感应到“静态”加速度,也就是我们所说的重力加速度。而容感式和热感式既能感应“动”加速度,又能感应“静态”加速度。

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