CN219736839U - 一种传感器电路、传感器及裂纹检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种传感器电路、传感器及裂纹检测装置，涉及检测领域，该传感器电路包括第一采集模块、第二采集模块、第一调理模块、第二调理模块和电源模块。本申请能够对低频振动信号和高频冲击信号进行同时、同位置的采集，从而对车辆架构上的裂纹进行检测，提高裂纹检测结果的准确性和可靠性。

Description

一种传感器电路、传感器及裂纹检测装置

技术领域

本申请涉及检测领域，特别涉及一种传感器电路、传感器及裂纹检测装置。

背景技术

车辆构架是介于车厢与车轮之间的主要支撑部件，其受到工况、环境因素等影响，在其表面或内部可能会出现裂纹，影响行车安全。目前，市面上的裂纹检测传感器，如采用MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微机电系统)电容式的加速度传感器，该加速度传感器只能对低频加速度信号进行采集，不能对高频加速度信号进行采集，但是低频加速度信号只能反映被测对象上出现的较大、较长的裂纹，对于一些细小裂纹，通过低频加速度信号并不能检测到。如果设置两个传感器分别检测低频信号和高频信号，又由于两个传感器需要布设在车辆架构的不同位置，两个传感器不能同时对同一位置的高频信号和低频信号进行采集。因此，基于现有的传感器对车辆构架进行裂纹检测时，检测结果不全面、不可靠。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种传感器电路、传感器及裂纹检测装置，能够对低频振动信号和高频冲击信号进行同时、同位置的采集，从而对车辆架构上的裂纹进行检测，提高裂纹检测结果的准确性和可靠性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种传感器电路，包括：

第一采集模块，包括采集端和输出端，所述第一采集模块的采集端用于接收被测对象的目标位置的低频振动信号，所述第一采集模块用于将所述低频振动信号转换为第一感应信号，所述第一采集模块的输出端用于输出所述第一感应信号；

第二采集模块，包括采集端和输出端，所述第二采集模块的采集端用于接收所述目标位置的高频冲击信号，所述第二采集模块用于将所述高频冲击信号转换为第二感应信号，所述第二采集模块的输出端用于输出所述第二感应信号；

第一调理模块，包括输入端和输出端，所述第一调理模块的输入端与所述第一采集模块的输出端连接，所述第一调理模块用于接收所述第一感应信号并对所述第一感应信号进行处理得到第一检测信号，所述第一调理模块的输出端用于输出所述第一检测信号；

第二调理模块，包括输入端和输出端，所述第二调理模块的输入端与所述第二采集模块的输出端连接，所述第二调理模块用于接收所述第二感应信号并对所述第二感应信号进行处理得到第二检测信号，所述第二调理模块的输出端用于输出所述第二检测信号；

用于为所述第一采集模块、所述第二采集模块、所述第一调理模块和所述第二调理模块供电的电源模块。

可选的，所述第一调理模块包括：

低通滤波单元，包括输入端和输出端，所述低通滤波单元的输入端与所述第一采集模块的输出端连接，所述低通滤波单元用于接收所述第一感应信号，并对所述第一感应信号进行低通滤波得到的第一电压信号，低通滤波单元的输出端用于输出所述第一电压信号；

电压跟随单元，包括输入端和输出端，所述电压跟随单元的输入端用于接收所述第一电压信号，所述电压跟随单元的输出端用于输出所述第一电压信号；

第一转换单元，包括输入端和输出端，所述第一转换单元的输入端与所述电压跟随单元的输出端连接，所述第一转换单元用于接收所述第一电压信号并对所述第一电压信号进行转换得到第一电流信号，所述第一转换单元的输出端作为所述第一调理模块的输出端，其中，所述第一电流信号作为所述第一检测信号。

可选的，所述低通滤波单元包括第一电阻、第二电阻和第一电容，其中：

所述第一电阻的第一端作为所述低通滤波单元的输入端，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端作为所述低通滤波单元的输出端。

可选的，所述电压跟随单元包括第一放大器，所述第一放大器的同相输入端作为所述电压跟随单元的输入端，所述第一放大器的输出端作为所述电压跟随单元的输出端。

可选的，所述第一转换单元包括第一驱动电阻、第三电阻、第四电阻和第一开关管，其中：

所述第一驱动电阻的第一端作为所述第一转换单元的第一端，所述第一驱动电阻的第二端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第一端分别与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第二端接地，所述第一开关管的第二端作为所述第一转换单元的输出端。

可选的，所述第二调理模块包括：

第一放大单元，包括输入端和输出端，所述第一放大单元的输入端作为所述第二调理模块的输入端，所述第一放大单元用于接收所述第二感应信号并将所述第二感应信号转换为第二电压信号，所述第一放大单元的输出端用于输出所述第二电压信号；

与所述第一放大单元连接、用于提升所述第一放大单元输出的所述第二电压信号的低频特性的补偿单元；

差模信号放大单元，包括输入端和输出端，所述差模信号放大单元的输入端与所述第一放大单元的输出端连接，所述差模信号放大单元用于接收所述第二电压信号并对所述第二电压信号进行放大得到第三电压信号，所述差模信号放大单元的输出端作为所述第二调理模块的输出端，其中，所述第三电压信号作为所述第二检测信号。

可选的，所述第一放大单元包括两个子放大单元，每一所述子放大单元均包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第二放大器，其中：

所述第五电阻的第一端作为所述第一放大单元的一个输入端，所述第五电阻的第二端分别与所述第二放大器的反相输入端、所述第二电容的第一端及所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第二电容的第二端及所述第二放大器的输出端连接，所述第二放大器的同相输入端与所述电源模块连接。

可选的，所述补偿单元包括第八电阻、第九电阻和第三电容；

所述第八电阻、所述第九电阻和所述第三电容串联后的两端均与所述第一放大单元连接。

可选的，所述差模信号放大单元包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三放大器，其中：

所述第十电阻的第一端与所述第一放大单元的一个输出端连接，所述第十电阻的第二端分别与所述第十一电阻的第一端及所述第三放大器的同相输入端连接，所述第十一电阻的第二端与所述电源模块连接，所述第十二电阻的第一端分别与所述第三放大器的反相输入端及所述第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端与所述第一放大单元的另一个输出端连接，所述第十二电阻的第二端与所述第三放大器的输出端连接后的公共端作为所述差模信号放大单元的输出端。

可选的，所述第二调理模块还包括：

设于所述第二采集模块和所述第一放大单元之间、用于释放所述第二采集模块生成的热释电能量的热释电释放单元。

可选的，所述热释电释放单元包括第十四电阻、第四电容和第五电容，其中：

所述第十四电阻的第一端分别与所述第二采集模块的一个输出端及所述第四电容的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第一放大单元的一个输入端连接，所述第十四电阻的第二端分别与所述第二采集模块的另一个输出端及所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述第一放大单元的另一个输入端连接。

可选的，所述第二调理模块还包括：

第二转换单元，包括输入端和输出端，所述第二转换单元的输入端与所述差模信号放大单元的输出端连接，所述第二转换单元用于接收所述第三电压信号并对所述第三电压信号进行转换得到第二电流信号，所述第二转换单元的输出端作为所述第二调理模块的输出端，所述第二电流信号作为所述第二检测信号。

可选的，所述第二转换单元包括第十五电阻、第十六电阻、第二开关管和第四放大器，其中：

所述第十五电阻的第一端作为所述第二转换单元的输入端，所述第十五电阻的第二端与所述第四放大器的同相输入端连接，所述第四放大器的反相输入端分别与所述第十六电阻的第一端及所述第二开关管的第一端连接，所述第十六电阻的第二端接地，所述第四放大器的输出端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的第二端作为所述第二转换单元的输出端。

可选的，所述第一采集模块包括MEMS芯片。

可选的，所述第二采集模块包括压电晶片。

可选的，所述电源模块包括：

分压单元，包括第一端和第二端，所述分压单元的第一端分别与外部电源、所述第一调理模块及所述第二调理模块连接，所述分压单元的第二端分别与所述第一采集模块、所述第二采集模块及所述第一调理模块及所述第二调理模块连接。

可选的，所述电源模块还包括：

第一二极管，包括阴极和阳极，所述第一二极管的阳极与所述外部电源连接，所述第一二极管的阴极与所述分压单元的第一端连接；

和/或，

瞬态抑制二极管，包括第一端和第二端，所述瞬态抑制二极管的第一端与所述外部电源连接，所述瞬态抑制二极管的第二端接地；

和/或，

稳压二极管，包括第一端和第二端，所述稳压二极管的第一端与所述分压单元的第二端连接，所述稳压二极管的第二端接地。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种传感器，包括：

壳体；

设于所述壳体内部、如上文任意一项所述的传感器电路。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种裂纹检测装置，所述裂纹检测装置包括：

如上文所述的传感器；

与所述传感器连接的处理器。

本申请提供了一种传感器电路，包括两个采集模块，两个采集模块可以对低频振动信号和高频冲击信号进行同时、同位置的采集，并通过两个采集模块各自对应的调理模块对两个采集模块采集的信号分别进行处理后输出，通过该传感器电路进行车辆架构裂纹检测时，可以对车辆架构上的裂纹进行检测，提高裂纹检测的准确性和可靠性。本申请还提供了一种传感器及裂纹检测装置，具有和上述传感器电路相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种传感器电路的结构示意图；

图2为本申请所提供的另一种传感器电路的结构示意图；

图3为本申请所提供的一种第一调理模块的结构示意图；

图4为本申请所提供的一种传感器电路输出时域波形示意图；

图5为本申请所提供的一种传感器电路输出频域波形示意图；

图6为本申请所提供的一种第二调理模块的结构示意图；

图7为本申请所提供的一种电源模块的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种传感器电路、传感器及裂纹检测装置，能够对低频振动信号和高频冲击信号进行同时、同位置的采集，从而对车辆架构上的裂纹进行检测，提高裂纹检测结果的准确性和可靠性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一方面，请参照图1，图1为本申请所提供的一种传感器电路的结构示意图，该传感器电路包括：

第一采集模块1，包括采集端和输出端，第一采集模块1的采集端用于接收被测对象的目标位置的低频振动信号，第一采集模块1用于将低频振动信号转换为第一感应信号，第一采集模块1的输出端用于输出第一感应信号；

第二采集模块2，包括采集端和输出端，第二采集模块2的采集端用于接收目标位置的高频冲击信号，第二采集模块2用于将高频冲击信号转换为第二感应信号，第二采集模块2的输出端用于输出第二感应信号；

第一调理模块3，包括输入端和输出端，第一调理模块3的输入端与第一采集模块1的输出端连接，第一调理模块3用于接收第一感应信号并对第一感应信号进行处理得到第一检测信号，第一调理模块3的输出端用于输出第一检测信号；

第二调理模块4，包括输入端和输出端，第二调理模块4的输入端与第二采集模块2的输出端连接，第二调理模块4用于接收第二感应信号并对第二感应信号进行处理得到第二检测信号，第二调理模块4的输出端用于输出第二检测信号；

用于为第一采集模块1、第二采集模块2、第一调理模块3和第二调理模块4供电的电源模块5。

其中，第一采集模块1用于采集低频振动信号，第二采集模块2用于采集高频冲击信号，在裂纹检测中，低频振动信号能够反馈被测对象的目标位置上的较长的裂纹，高频冲击信号能够反馈被测对象的目标位置上的细小裂纹，因此，该传感器电路可以同时对被测对象的目标位置上的低频振动信号和高频冲击信号进行采集，以使得目标位置上的裂纹都可以被检测到。

第一采集模块1可以选择MEMS芯片实现，MEMS芯片为双轴敏感芯片，频率响应低，可用于采集目标位置的双轴低频振动信号，具体可用于采集目标位置x轴低频振动信号和y轴低频振动信号，第二采集模块2可以选择压电晶片实现，压电晶片谐振频率高，可用于采集单轴高频冲击信号，具体可用于采集目标位置y轴高频冲击信号。

第一调理模块3与第一采集模块1连接，第一采集模块1可以将低频振动信号转换为第一感应信号，以第一采集模块1为MEMS芯片为例，MEMS芯片将低频振动信号转换为电压信号，转换后的电压信号即为第一感应信号。第一调理模块3包括输入端和输出端，第一调理模块3的输入端与MEMS芯片的输出端连接，以便接收MEMS芯片的输出端输出的电压信号，第一调理模块3用于将MEMS芯片输出的电压信号转换为满足输出要求的第一检测信号，并通过自身的输出端将第一检测信号输出，第一调理模块3的输出端可以与检测系统的处理器连接，以便处理器根据接收到的第一检测信号确定低频振动信号的大小。其中，第一调理模块3可以通过具有上述信号转换功能的电路、元件、芯片等方案实现。

第二调理模块4与第二采集模块2连接，第二采集模块2可以将高频冲击信号转换为第二感应信号，以第二采集模块2为压电晶片为例，压电晶片可将高频冲击信号转换为电荷信号，转换后的电荷信号即为第二感应信号。第二调理模块4包括输入端和输出端，第二调理模块4的输入端与压电晶片的输出端连接，以便接收压电晶片输出的电荷信号，第二调理模块4用于将压电晶片输出的电荷信号转换为满足输出要求的第二检测信号，并通过自身的输出端将第二检测信号输出，第二调理模块4的输出端可以与检测系统的处理器连接，以便处理器根据接收到的第二检测信号确定高频冲击信号的大小。其中，第二调理模块4可以通过具有信号转换功能的电路、元件、芯片等方案实现。

第一采集模块1、第二采集模块2、第一调理模块3和第二调理模块4均还包括供电端，本实施例中的传感器电路还包括电源模块5，电源模块5与第一采集模块1、第二采集模块2、第一调理模块3、第二调理模块4的供电端均连接，用于为各个模块提供其各自需要的供电电压，以保证各个模块正常上电工作。

作为一种可选方案，本实施例所提供的传感器电路可集成在电路板上，然后将电路板设置在传感器探头中，在实际应用时，由于其包括两个采集模块，两个采集模块可以对低频振动信号和高频冲击信号进行同时、同位置的采集，并通过两个采集模块各自对应的调理模块对两个采集模块采集的信号分别进行处理后输出，通过该传感器电路进行车辆架构裂纹检测时，可以对车辆架构上的裂纹进行检测，提高裂纹检测的准确性和可靠性。

请参照图2，图2为本申请所提供的另一种传感器电路的结构示意图，该传感器电路在上述实施例的基础上：

作为一种可选的实施例，第一调理模块3包括：

低通滤波单元31，包括输入端和输出端，低通滤波单元31的输入端与第一采集模块的输出端连接，低通滤波单元31用于接收第一感应信号，并对第一感应信号进行低通滤波得到的第一电压信号，低通滤波单元31的输出端用于输出第一电压信号；

电压跟随单元32，包括输入端和输出端，电压跟随单元32的输入端用于接收第一电压信号，电压跟随单元的输出端用于输出第一电压信号；

第一转换单元33，包括输入端和输出端，第一转换单元33的输入端与电压跟随单元32的输出端连接，第一转换单元33用于接收第一电压信号并对第一电压信号进行转换得到第一电流信号，第一转换单元33的输出端作为第一调理模块的输出端，其中，第一电流信号作为第一检测信号。

具体的，第一调理模块3包括低通滤波单元31、电压跟随单元32和第一转换单元33，低通滤波单元31的输入端与第一采集模块1的输出端连接，以MEMS芯片为例，低通滤波单元31通过输入端接收MEMS芯片输出的直流偏置电压信号和动态交流电压信号，并进行低通滤波得到第一电压信号，通过电压跟随单元将第一电压信号传输至第一转换单元33，第一转换单元33实现电压到电流的一定比例的转换功能，将第一电压信号移位放大，得到第一电流信号将第一电流信号作为第一检测信号输出。可以理解的是，本申请选择电流信号作为检测信号输出，能够提高信号传输的可靠性，避免传输环境对传输的信号产生影响。

参照图3所示，图3为本申请所提供的一种第一调理模块3的结构示意图，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第一放大器A1、第一驱动电阻RD1及第一开关管Q1，具体连接关系参照图3所示。其中，低通滤波单元31包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1，电压跟随单元32包括第一放大器A1，第一转换单元33包括第三电阻R3、第四电阻R4、第一驱动电阻RD1及第一开关管Q1。

作为一种可选的实施例，开关管可以选择MOS管、三极管或IGBT管等，图3中以NMOS管示意第一开关管Q1，NMOS管的漏极电流信号即为本实施例中的第一电流信号。

当然，第一转换单元33除了可以采用上述结构实现，还可以采用具有V/I转换功能的其他结构的电路或芯片或元件等实现，本实施例在此不作具体的限定。

考虑到MEMS芯片输出动态范围为0.7V～4.3V，直流偏置为+2.5V，动态加速度灵敏度为100mV/g，因此，要求传感器输出动态范围为1.8mA～8.2mA，直流偏置为+5mA，输出动态加速度灵敏度为200μA/g，实际电路输出动态范围为1.4mA～8.6mA，可涵盖传感器输出要求。经仿真，第一调理电路的直流偏置为5.0001mA，动态输出范围为1.44mA～8.55mA，能做到满量程输出，满足1.8mA～8.2mA需求，无失真现象。交流仿真分析的时域图参见图4所示，频域图参见图5所示，本实施例中的传感器电路在336Hz内满足3dB误差，符合要求。

作为一种可选的实施例，第二调理模块4包括：

第一放大单元41，包括输入端和输出端，第一放大单元41的输入端作为第二调理模块4的输入端，第一放大单元41用于接收第二感应信号并将第二感应信号转换为第二电压信号，第一放大单元41的输出端用于输出第二电压信号；

与第一放大单元41连接、用于提升第一放大单元41输出的第二电压信号的低频特性的补偿单元42；

差模信号放大单元43，包括输入端和输出端，差模信号放大单元43的输入端与第一放大单元41的输出端连接，差模信号放大单元43用于接收第二电压信号并对第二电压信号进行放大得到第三电压信号，差模信号放大单元43的输出端作为第二调理模块4的输出端，其中，第三电压信号作为第二检测信号。

以压电晶片作为第一采集模块1为例，对本实施例中的第二调理模块4进行说明，相应的，第二感应信号为电荷信号。具体的，第二调理模块4包括第一放大单元41、补偿单元42和差模信号放大单元43，第一放大单元41包括两个输入端，两个输入端分别与压电晶片的正、负电荷输出端连接，将压电晶片输出的电荷信号进行积分，转换为第二电压信号，第一放大单元41还包括两个输出端，分别输出正电荷信号对应的电压信号以及负电荷信号对应的电压信号，以便后续基于第二电压信号测量出高频冲击信号的大小。补偿单元42与第一放大单元41连接，用于提升第一放大单元41输出的第二电压信号的低频特性，从而补偿压电晶片在低频范围增益过小的不足。差模信号放大单元43包括两个输入端，分别与第一放大单元41的两个输出端一一对应连接，用于接收第一放大单元41的两个输出端输出的电压信号，并进行差动放大得到第三电压信号输出，提高了输出的电压信号的准确性，从而使检测的高频冲击信号更准确。可以理解的是，对第二调理模块4中的元件参数进行选择，可以达到与第一调理模块3相同的输出幅值，即相同的直流偏置和振动灵敏度。

作为一种可选的实施例，第一放大单元41包括两个子放大单元，参照图6所示，分别为第一子放大单元和第二子放大单元，每个放大子单元均包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第二放大器，为便于区分，第一个子放大单元中的第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第二放大器分别用R51、R61、R71、C21和A21表示，第二个子放大单元中的第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第二放大器分别用R52、R62、R72、C22和A22表示。

两个子放大单元中的第五电阻的第一端作为第一放大单元41的两个输入端，分别用于接收正电荷信号和负电荷信号，第五电阻的第二端分别与第二放大器的反相输入端、第二电容的第一端及第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第七电阻的第一端连接，第二放大器的同相输入端与电源模块5连接，接入基准电压(+5v)，第七电阻的第二端分别与第二电容的第二端及第二放大器的输出端连接后的公共端作为第一放大单元41的一个输出端。

作为一种可选的实施例，参照图6所示，补偿单元42包括第八电阻R8、第九电阻R9和第三电容C3；

第八电阻R8、第九电阻R9和第三电容C3串联后的两端均与第一放大单元41连接。

在上述实施例的基础上，第八电阻R8、第九电阻R9和第三电容C3串联后的两端中的一端可与第一子放大单元连接，另一端与第二子放大单元连接，具体的，可与第六电阻R6和第七电阻R7的公共连接点连接，以提升第一放大单元41输出的第二电压信号的低频特性，从而补偿压电晶片在低频范围增益过小的不足。

作为一种可选的实施例，参照图6所示，差模信号放大单元43包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第三放大器A3，其中：

第十电阻R10的第一端与第一放大单元41的一个输出端连接，第十电阻R10的第二端分别与第十一电阻R11的第一端及第三放大器A3的同相输入端连接，第十一电阻R11的第二端与电源模块5连接，第十二电阻R12的第一端分别与第三放大器A3的反相输入端及第十三电阻R13的第一端连接，第十三电阻R13的第二端与第一放大单元41的另一个输出端连接，第十二电阻R12的第二端与第三放大器A3的输出端连接后的公共端作为差模信号放大单元43的输出端。

其中，第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13的阻值可以根据实际工程需要设置，满足差模信号放大单元43的放大倍数的需求即可，本实施例在此不做限定。

作为一种可选的实施例，第二调理模块4还包括：

设于第二采集模块2和第一放大单元41之间、用于释放第二采集模块2生成的热释电能量的热释电释放单元44。

具体的，考虑到压电晶片受环境瞬变温度影响会产生热释电能量，为避免热释电能量的干扰，本实施例的第二调理模块4还设置了热释电释放单元44，用于释放热释电能量。

作为一种可选的实施例，参照图6所示，热释电释放单元44包括第十四电阻R14、第四电容C4和第五电容C5，其中：

第十四电阻R14的第一端分别与第二采集模块2的一个输出端及第四电容C4的第一端连接，第四电容C4的第二端与第一放大单元41的一个输入端连接，第十四电阻R14的第二端分别与第二采集模块2的另一个输出端及第五电容C5的第一端连接，第五电容C5的第二端与第一放大单元41的另一个输入端连接。

作为一种可选的实施例，第二调理模块4还包括：

第二转换单元45，包括输入端和输出端，第二转换单元45的输入端与差模信号放大单元43的输出端连接，第二转换单元45用于接收第三电压信号并对第三电压信号进行转换得到第二电流信号，第二转换单元45的输出端作为第二调理模块4的输出端，第二电流信号作为第二检测信号。

同样出于提高信号传输的可靠性的考虑，选择电流信号作为检测信号输出，第二调理模块4还设置了第二转换单元45，用于将差模信号放大单元43输出的第三电压信号转换为第二电流信号后输出。

作为一种可选的实施例，参照图6所示，第二转换单元45包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二开关管Q2和第四放大器A4，其中：

第十五电阻R15的第一端作为第二转换单元45的输入端，第十五电阻R15的第二端与第四放大器A4的同相输入端连接，第四放大器A4的反相输入端分别与第十六电阻R16的第一端及第二开关管Q2的第一端连接，第十六电阻R16的第二端接地，第四放大器A4的输出端与第二开关管Q2的控制端连接，第二开关管Q2的第二端作为第二转换单元45的输出端。

可以理解的是，对第二调理模块4中相关元件的参数进行选择，即可达到与第一调理模块3相同的输出幅值，即相同的直流偏置和振动灵敏度。

参照图7所示，作为一种可选的实施例，电源模块5包括：

分压单元51，包括第一端和第二端，分压单元51的第一端分别与外部电源、第一调理模块3及第二调理模块4连接，分压单元51的第二端分别与第一采集模块1、第二采集模块2及第一调理模块3及第二调理模块4连接。

具体的，电源模块5与外部电源连接，接入+12V的第一供电电压，考虑到第一采集模块1、第二采集模块2、第一调理模块3和第二调理模块4对于供电电压的需求并不相同，电源模块5中还设置有一个分压模块，用于对电源模块5接入的第一供电电压进行转换，得到第二供电电压，第二供电电压可以为+5V。根据各个模块的需求，将供电电压输出给对应模块的供电端。参照上述实施例所示，电源模块5可以包括两个输出端，一个输出端用于输出+5V的供电电压，另一个输出端可以输出+12V的供电电压，将第一采集模块1、第二采集模块2、第一调理模块3和第二调理模块4中不同供电需求的供电端与电源模块5对应的输出端连接，以接收对应的供电电压，具体的，第一供电电压可以为放大器供电，第二供电电压可以为振动敏感器件供电。

为了提高供电安全性，作为一种可选的实施例，电源模块5还包括：

第一二极管V1，包括阴极和阳极，第一二极管V1的阳极与外部电源连接，第一二极管V1的阴极与分压单元51的第一端连接；

和/或，

瞬态抑制二极管TVS，包括第一端和第二端，瞬态抑制二极管TVS的第一端与外部电源连接，瞬态抑制二极管TVS的第二端接地；

和/或，

稳压二极管V2，包括第一端和第二端，稳压二极管V2的第一端与分压单元51的第二端连接，稳压二极管V2的第二端接地。

具体的，可采用瞬态抑制二极管TVS进行电源防浪涌保护，采用第一二极管V1进行防电源反接保护，采用稳压二极管V2进行工作基准电压稳压。

其中，二极管失效电压为75V，远大于传感器的供电电压12V，最大整流电流IF＝10mA，远大于传感器的工作电流。分压模块可由第一限流电阻RS1和第二限流电阻RS2并联构成，每个限流电阻的额定功率为0.0625W，采用两个并联形式，则电阻功率为P＝(12-0.7-5)2/6200＝0.00724W，远小于额定功率。

第二方面，本申请还提供了一种传感器，包括：

壳体；

设于壳体内部、如上文任意一项的传感器电路。

第三方面，本申请还提供了一种裂纹检测装置，裂纹检测装置包括：

如上文的传感器；

与传感器连接的处理器。

对于本申请所提供的一种传感器及裂纹检测装置的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本申请所提供的一种传感器及裂纹检测装置，具有和上述传感器电路相同的有益效果。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (19)

1.一种传感器电路，其特征在于，包括：

第一采集模块，包括采集端和输出端，所述第一采集模块的采集端用于接收被测对象的目标位置的低频振动信号，所述第一采集模块用于将所述低频振动信号转换为第一感应信号，所述第一采集模块的输出端用于输出所述第一感应信号；

第二采集模块，包括采集端和输出端，所述第二采集模块的采集端用于接收所述目标位置的高频冲击信号，所述第二采集模块用于将所述高频冲击信号转换为第二感应信号，所述第二采集模块的输出端用于输出所述第二感应信号；

第一调理模块，包括输入端和输出端，所述第一调理模块的输入端与所述第一采集模块的输出端连接，所述第一调理模块用于接收所述第一感应信号并对所述第一感应信号进行处理得到第一检测信号，所述第一调理模块的输出端用于输出所述第一检测信号；

第二调理模块，包括输入端和输出端，所述第二调理模块的输入端与所述第二采集模块的输出端连接，所述第二调理模块用于接收所述第二感应信号并对所述第二感应信号进行处理得到第二检测信号，所述第二调理模块的输出端用于输出所述第二检测信号；

用于为所述第一采集模块、所述第二采集模块、所述第一调理模块和所述第二调理模块供电的电源模块。

2.根据权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述第一调理模块包括：

低通滤波单元，包括输入端和输出端，所述低通滤波单元的输入端与所述第一采集模块的输出端连接，所述低通滤波单元用于接收所述第一感应信号，并对所述第一感应信号进行低通滤波得到的第一电压信号，低通滤波单元的输出端用于输出所述第一电压信号；

电压跟随单元，包括输入端和输出端，所述电压跟随单元的输入端用于接收所述第一电压信号，所述电压跟随单元的输出端用于输出所述第一电压信号；

第一转换单元，包括输入端和输出端，所述第一转换单元的输入端与所述电压跟随单元的输出端连接，所述第一转换单元用于接收所述第一电压信号并对所述第一电压信号进行转换得到第一电流信号，所述第一转换单元的输出端作为所述第一调理模块的输出端，其中，所述第一电流信号作为所述第一检测信号。

3.根据权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，所述低通滤波单元包括第一电阻、第二电阻和第一电容，其中：

所述第一电阻的第一端作为所述低通滤波单元的输入端，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端作为所述低通滤波单元的输出端。

4.根据权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，所述电压跟随单元包括第一放大器，所述第一放大器的同相输入端作为所述电压跟随单元的输入端，所述第一放大器的输出端作为所述电压跟随单元的输出端。

5.根据权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，所述第一转换单元包括第一驱动电阻、第三电阻、第四电阻和第一开关管，其中：

所述第一驱动电阻的第一端作为所述第一转换单元的第一端，所述第一驱动电阻的第二端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第一端分别与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第二端接地，所述第一开关管的第二端作为所述第一转换单元的输出端。

6.根据权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述第二调理模块包括：

第一放大单元，包括输入端和输出端，所述第一放大单元的输入端作为所述第二调理模块的输入端，所述第一放大单元用于接收所述第二感应信号并将所述第二感应信号转换为第二电压信号，所述第一放大单元的输出端用于输出所述第二电压信号；

与所述第一放大单元连接、用于提升所述第一放大单元输出的所述第二电压信号的低频特性的补偿单元；

差模信号放大单元，包括输入端和输出端，所述差模信号放大单元的输入端与所述第一放大单元的输出端连接，所述差模信号放大单元用于接收所述第二电压信号并对所述第二电压信号进行放大得到第三电压信号，所述差模信号放大单元的输出端作为所述第二调理模块的输出端，其中，所述第三电压信号作为所述第二检测信号。

7.根据权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，所述第一放大单元包括两个子放大单元，每一所述子放大单元均包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容和第二放大器，其中：

所述第五电阻的第一端作为所述第一放大单元的一个输入端，所述第五电阻的第二端分别与所述第二放大器的反相输入端、所述第二电容的第一端及所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第二电容的第二端及所述第二放大器的输出端连接，所述第二放大器的同相输入端与所述电源模块连接。

8.根据权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，所述补偿单元包括第八电阻、第九电阻和第三电容；

所述第八电阻、所述第九电阻和所述第三电容串联后的两端均与所述第一放大单元连接。

9.根据权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，所述差模信号放大单元包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三放大器，其中：

所述第十电阻的第一端与所述第一放大单元的一个输出端连接，所述第十电阻的第二端分别与所述第十一电阻的第一端及所述第三放大器的同相输入端连接，所述第十一电阻的第二端与所述电源模块连接，所述第十二电阻的第一端分别与所述第三放大器的反相输入端及所述第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端与所述第一放大单元的另一个输出端连接，所述第十二电阻的第二端与所述第三放大器的输出端连接后的公共端作为所述差模信号放大单元的输出端。

10.根据权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，所述第二调理模块还包括：

设于所述第二采集模块和所述第一放大单元之间、用于释放所述第二采集模块生成的热释电能量的热释电释放单元。

11.根据权利要求10所述的传感器电路，其特征在于，所述热释电释放单元包括第十四电阻、第四电容和第五电容，其中：

所述第十四电阻的第一端分别与所述第二采集模块的一个输出端及所述第四电容的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第一放大单元的一个输入端连接，所述第十四电阻的第二端分别与所述第二采集模块的另一个输出端及所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述第一放大单元的另一个输入端连接。

12.根据权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，所述第二调理模块还包括：

第二转换单元，包括输入端和输出端，所述第二转换单元的输入端与所述差模信号放大单元的输出端连接，所述第二转换单元用于接收所述第三电压信号并对所述第三电压信号进行转换得到第二电流信号，所述第二转换单元的输出端作为所述第二调理模块的输出端，所述第二电流信号作为所述第二检测信号。

13.根据权利要求12所述的传感器电路，其特征在于，所述第二转换单元包括第十五电阻、第十六电阻、第二开关管和第四放大器，其中：

所述第十五电阻的第一端作为所述第二转换单元的输入端，所述第十五电阻的第二端与所述第四放大器的同相输入端连接，所述第四放大器的反相输入端分别与所述第十六电阻的第一端及所述第二开关管的第一端连接，所述第十六电阻的第二端接地，所述第四放大器的输出端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的第二端作为所述第二转换单元的输出端。

14.根据权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述第一采集模块包括MEMS芯片。

15.根据权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述第二采集模块包括压电晶片。

16.根据权利要求1-15任意一项所述的传感器电路，其特征在于，所述电源模块包括：

分压单元，包括第一端和第二端，所述分压单元的第一端分别与外部电源、所述第一调理模块及所述第二调理模块连接，所述分压单元的第二端分别与所述第一采集模块、所述第二采集模块及所述第一调理模块及所述第二调理模块连接。

17.根据权利要求16所述的传感器电路，其特征在于，所述电源模块还包括：

第一二极管，包括阴极和阳极，所述第一二极管的阳极与所述外部电源连接，所述第一二极管的阴极与所述分压单元的第一端连接；

和/或，

瞬态抑制二极管，包括第一端和第二端，所述瞬态抑制二极管的第一端与所述外部电源连接，所述瞬态抑制二极管的第二端接地；

和/或，

稳压二极管，包括第一端和第二端，所述稳压二极管的第一端与所述分压单元的第二端连接，所述稳压二极管的第二端接地。

18.一种传感器，其特征在于，包括：

壳体；

设于所述壳体内部、如权利要求1-17任意一项所述的传感器电路。

19.一种裂纹检测装置，其特征在于，所述裂纹检测装置包括：

权利要求18所述的传感器；

与所述传感器连接的处理器。