CN204330124U - 振动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种振动检测装置，包括加速度传感器、信号调理器、声卡和上位机；其中，加速度传感器的一端与待测物连接，另一端与信号调理器的输入端连接；信号调理器的输出端与声卡的输入接口连接；声卡的输出接口与上位机连接。利用本实用新型能够将振动信号转化为模拟信号，检测装置成本低，检测精度高。

Description

振动检测装置

技术领域

本实用新型涉及振动检测技术领域，更为具体地，涉及一种振动检测装置。

背景技术

目前在手机、手表、游戏手柄等电子产品中普遍装配有一个具有偏心轮的振动马达，当振动马达转动时，由于偏心轮的圆心不在振动马达的转心上，使得马达一直处于失衡状态并不断振动，从而引起相关电子产品的振动。由于振动马达的广泛应用，针对手机等电子产品的振动检测也应运而生。

现有对小型电子产品的振动检测主要通过振动表或振动仪实现，但是，通过振动表或振动仪等装置对电子产品进行振动检测主要存在以下问题：

(1)振动表或振动仪等震动检测仪器自身的成本较高；

(2)振动表或振动仪等震动检测仪器主要应用于泵、风机、发电机、齿轮箱等大型转动设备，在测试手机、手表等电子产品时灵敏度较低；

(3)不易实现低频振动检测，易受环境干扰。

综上所述，目前需要一种成本低、精度高的振动检测装置。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种振动检测装置，以解决目前振动检测装置成本高、精度低等问题。

一方面，本实用新型提供的振动检测装置，包括加速度传感器、信号调理器、声卡和上位机；其中，加速度传感器的一端与待测物连接，另一端与信号调理器的输入端连接；信号调理器的输出端与声卡的输入接口连接；声卡的输出接口与上位机连接。

此外，优选的结构是，加速度传感器用于根据待测物的振动产生模拟信号，并将模拟信号传输至信号调理器的输入端。

此外，优选的结构是，信号调理器用于对模拟信号进行放大、滤波和降噪处理，并通过自身的输出端将处理后的模拟信号传输至声卡的输入接口。

此外，优选的结构是，上位机用于接收并处理声卡传递的经信号调理器处理后的模拟信号，并显示待测物的振动幅值和频率。

此外，优选的结构是，待测物通过USB线与上位机连接，通过上位机驱动待测物振动。

另一方面，本实用新型提供的振动检测装置，包括加速度传感器、信号调理器和示波器；其中，加速度传感器的一端与待测物连接，另一端与信号调理器的输入端连接；信号调理器的输出端与示波器的输入端连接。

此外，优选的结构是，加速度传感器用于根据待测物的振动产生输出模拟信号，并将模拟信号传输至信号调理器的输入端。

此外，优选的结构是，信号调理器用于对模拟信号进行放大、滤波和降噪处理，并将处理后的模拟信号通过自上的输出端传输至示波器。

此外，优选的结构是，示波器用于显示待测物的振动幅值和频率。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的振动检测装置，通过加速度传感器将待测物的振动信号转化为模拟信号，并通过信号调理器及声卡对该模拟信号进行处理，通过上位机或示波器能够显示出待测物的振动数据，降低电子产品的振动检测成本，提高振动检测精度。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的振动检测装置的连接原理图；

图2为根据本实用新型实施例的振动检测装置的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的振动检测装置的频率检测结果示意图；

图4为根据本实用新型实施例的振动检测装置的频率响应检测结果示意图。

其中的附图标记包括：待测物1、加速度传感器2、信号调理器3、声卡4、上位机5、测试工装7、USB线8。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

针对上述现有技术中对电子产品的振动检测成本高、检测易受环境干扰、检测精度低等问题，本实用新型通过加速度传感器将振动信号转化为模拟信号，并将该模拟信号通过信号调理器及声卡进行信号调节，最终获取待测物的振动频率和幅值，有效地检测产品振动情况。

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面先简单说明本实用新型中所涉及的一些概念。

传感器，能够感受规定的被测量并按照一定规律转化为可用输出信号的器件或装置，其中，加速度传感器主要是利于压电敏感元件的压电效应得到与物体振动或者压力成正比的电荷量或者电压量的一种传感器。

信号调理器，指用于信号源和读出设备之间的信号调理器件，例如衰减器、前置放大器、电荷放大器以及对传感器或放大器进行非线性补偿的电平转换器件。

为了详细的表述本实用新型提供的振动检测装置，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的振动检测装置的连接原理。

如图1所示，本实用新型实施例的振动检测装置包括加速度传感器2、信号调理器3、声卡4和上位机5；其中加速度传感器2的一端与待测物1连接，另一端与信号调理器3的输入端连接；信号调理器3的输出端与声卡4的输入接口连接；声卡4的输出接口与上位机5连接。

具体地，待测物1与加速度传感器2连接，在待测物1振动过程中，加速度传感器2将待测物1的振动信号转化为模拟信号，由于加速度传感器2自身因素及外界因素(如，漂移等)的影响，其输出信号可能会偏离实际的检测值，因此将加速度传感器2转化成的模拟信号输入给信号调理器3进行非线性补偿、放大、滤波、降噪等处理，使加速度传感器2转化的模拟信号更加接近理论值，获取合理的输出。

信号调理器3用于将处理后的放大模拟信号发送至声卡4的输入端，通过声卡4将放大后的模拟信号完整的传递给上位机5。声卡4的输出信号即为上位机5待处理的信号，上位机5接收声卡传递的经信号调理器处理后的模拟信号后，使用LabVIEW(Laboratory Virtual Instrumentation EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器工程平台)对于模拟信号的振幅和频率进行计算，最终输出待测物的振动幅值和频率。

需要说明的是，在对输入上位机的模拟信号进行处理显示时，使用的软件可以为LabVIEW或c++等能够实现对模拟信号进行处理的软件。

为了进一步地描述本实用新型提供的振动检测装置，图2示出了根据本实用新型实施例的振动检测装置的结构。

如图2所示，本实用新型提供的振动检测装置包括加速度传感器2、信号调理器3、声卡4、上位机5和USB线8；其中，加速度传感器2的一端与待测物1连接，另一端与信号调理器3的输入端连接；信号调理器3的输出端与声卡4的输入接口连接；声卡4的输出接口与上位机5连接。

其中，加速度传感器2和信号调理器3通过测试工装7封装在一起，在测试工装7中，加速度传感器2的位置与待测物1相接触，测试工装7的信号调理器3将经过放大、滤波、降噪等处理的模拟信号传递至声卡4的输入接口，声卡4将经过处理的模拟信号转化为上位机能够识别的模拟信号并将该信号传递至上位机5，通过上位机5进行二次处理。

在本实用新型提供的振动检测装置中，声卡4可以安装在上位机5中，通过位于上位机5中的声卡4的输入接口接收外部模拟信号，并将该信号传输至上位机5，通过上位机中的处理软件对信号进行处理、显示。

需要说明的是，在本实用新型提供的振动检测装置中，待测物1可以通过USB线8与上位机5连接，通过上位机5驱动待测物1振动，进而对待测物进行振动检测。此外，也可以通过其他的方式驱动待测物振动，例如手机、手表等自身带有振动功能的电子产品，可以直接与加速度传感器连接检测。

作为示例，以产品作为待测物，在根据本实用新型提供的振动检测装置进行产品振动检测的过程中，设定产品良品的频率下限值(LSL)为200HZ，产品的目标值(产品良品的理论值)为230HZ，产品良品的频率上限值(USL)为260HZ，产品的样本均值为224.933HZ，样本数量N为155。

具体地，图3示出了根据本实用新型实施例的振动检测装置的频率检测结果；根据本实用新型提供的振动检测装置对155个样本分别进行振动检测的频率结果如图3所示。

其中，图3中的横轴表示产品(即待测物)的振动频率(单位，HZ)，纵轴表示测试样本数目(单位，个)，如图3所示，虚线框中的测试产品的振动频率均大于200HZ小于260HZ，属于合格产品(即良品)；而虚线框外的测试产品的振动频率则不在合格产品范围内，属于不良品。

同理，在针对待测物的响应频率的检测过程中，设定合格产品的频率响应下限值(LSL)为-65dB，产品的目标值(产品良品的理论值)为-35dB，产品良品的评论上限值(USL)为0dB，产品的样本均值为-36.5933dB，样本数量N为155。

具体地，图4示出了根据本实用新型实施例的振动检测装置的频率响应检测结果；根据本实用新型提供的振动检测装置对155个样本分别进行振动检测的频率相应结果如图3所示。

其中，图4中的横轴表示产品的频率响应(单位，dB)，纵轴表示测试样本数目(单位，个)，如图4所示，虚线框中的测试产品的频率响应均在-65dB和-35dB之间，属于合格产品(即良品)；而虚线框外的测试产品的振动频率则不在合格产品范围内，属于不良品。

本实用新型提供的振动检测装置还可以为加速度传感器、信号调理器和示波器的组合结构；其中，加速度传感器的一端与待测物连接，另一端与信号调理器的输入端连接；信号调理器的输出端与示波器的输入端连接；通过示波器显示待测物的振动幅值和频率。

在待测物振动时，加速度传感器输出模拟信号，并将模拟信号输入信号调理器。通过信号调理器对模拟信号进行放大、滤波、降噪处理，并将处理后的模拟信号输入示波器，通过示波器显示待测物的振动频率及振动幅值，进而对待测物产品合格与否进行判断。

其中，待测物与加速度传感器连接，在待测物振动过程中，加速度传感器将待测物的振动信号转化为模拟信号，由于加速度传感器自身因素及外界因素的影响，其输出信号可能会偏离实际的检测值，因此将加速度传感器转化成的模拟信号输入给信号调理器进行非线性补偿、放大、滤波、降噪等处理，使加速度传感器转化的模拟信号更加接近理论值，获取合理的输出。

此外，示波器能够测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。在本实用新型中，在处理后的模拟信号的作用下示波器可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线，进而方便检测人员观察模拟信号幅度随时间变化的波形曲线，操作方便。

对于实施例而言，在由加速度传感器、信号调理器和示波器组成的检测装置中，加速度传感器、信号调理器的作用及功能与图1和图2中的原理相类似，相关之处可参见上述实施例的部分说明，此处不再赘述。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的振动检测装置，通过加速度传感器将振动信号转化为模拟信号，然后将获取的模拟信号通过声卡或示波器进行处理，最终显示待测物的振动幅值和振动频率，测试精度高，检测成本低，操作便捷。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的振动检测装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的振动检测装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种振动检测装置，其特征在于，包括加速度传感器、信号调理器、声卡和上位机；其中，

所述加速度传感器的一端与待测物连接，另一端与所述信号调理器的输入端连接；

所述信号调理器的输出端与所述声卡的输入接口连接；

所述声卡的输出接口与所述上位机连接。

2.如权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，

所述加速度传感器用于根据所述待测物的振动产生模拟信号，并将所述模拟信号传输至所述信号调理器的输入端。

3.如权利要求2所述的振动检测装置，其特征在于，

所述信号调理器用于对所述模拟信号进行放大、滤波和降噪处理，并通过自身输出端将处理后的模拟信号传输至所述声卡的输入接口。

4.如权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，

所述上位机用于接收并处理所述声卡传递的经所述信号调理器处理后的模拟信号，并显示所述待测物的振动幅值和频率。

5.如权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，

所述待测物通过USB线与所述上位机连接，通过上位机驱动所述待测物振动。

6.一种振动检测装置，其特征在于，包括加速度传感器、信号调理器和示波器；其中，

所述加速度传感器的一端与待测物连接，另一端与所述信号调理器的输入端连接；

所述信号调理器的输出端与所述示波器的输入端连接。

7.如权利要求6所述的振动检测装置，其特征在于，

所述加速度传感器用于根据所述待测物的振动产生模拟信号，并将所述模拟信号传输至所述信号调理器的输入端。

8.如权利要求7所述的振动检测装置，其特征在于，

所述信号调理器用于对所述模拟信号进行放大、滤波和降噪处理，并将处理后的模拟信号通过自身输出端传输至所述示波器。

9.如权利要求6所述的振动检测装置，其特征在于，

所述示波器用于显示所述待测物的振动幅值和频率。