低功耗無線振動監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種設備狀態(tài)監(jiān)測裝置，具體地說，涉及一種低功耗無線振動監(jiān)測裝置，屬于電子技術領域。
【背景技術】
[0002]在工業(yè)系統(tǒng)中，振動分析是機械設備進行狀態(tài)檢測、故障診斷、壽命預測的重要依據(jù)，傳統(tǒng)便攜式數(shù)字測振儀采用電測法、光測法和機械測振法，而在電測方法中，剪切式壓電傳感原理又是應用最普遍的一種方式。
[0003]在大部分場合下，大型設備的檢測，比如滾動軸承檢測的振動測試，至少
[0004]需要在在三個方向各布置一對傳感器。
[0005]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下不足:由于有線測振需要設置的檢測點很多，傳感器的數(shù)量也很大，造成線纜鋪設比較復雜，使用管理也比較復雜。另外，由于常規(guī)振動傳感器沒有地址標記，傳感器的信號傳到主機上后較難準確定位。而且，常規(guī)振動傳感器的功耗較大，不利于作為監(jiān)測手段，只能定期檢測。有線測振傳遞的是模擬信號，抗干擾能力比較差。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種低功耗無線振動監(jiān)測裝置，克服現(xiàn)有技術中傳感器線纜鋪設復雜、抗干擾能力差的問題，采用本實用新型的低功耗無線振動監(jiān)測裝置后，具有布線簡單、抗干擾能力強的優(yōu)點。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:低功耗無線振動監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:
[0008]振動信號提取裝置，用于提取振動信號并處理轉換為數(shù)字信號；
[0009]控制電路，耦接于振動信號提取裝置，用于將振動信號提取裝置輸出的數(shù)字信號進行處理；
[0010]巴倫轉換器，耦接于控制電路的輸出端，將巴倫轉換器的雙端射頻信號轉換成單端信號，并耦合于天線El中。
[0011]一種優(yōu)化方案，所述控制電路為無線收發(fā)模塊U1，型號為CC2540。
[0012]進一步地，所述巴倫轉換器包括電容C31、電容C33、電容C32、電容C34、電容C35和電感L1、電感L2、電感L3、電感L4 ；
[0013]電容C31耦接在無線收發(fā)模塊Ul的一個射頻輸出端與電容C32的一端、電感LI的一端之間，
[0014]電感LI的另一端接信號地，電容C32的另一端接電感L2的一端、電感L3的一端，電感L3的另一端接電容C35的一端、電感L4的一端，電容C35的另一端接信號地，電感L4的另一端稱接于天線El ；
[0015]電感L2的另一端接電容C33的一端、電容C34的一端，電容C34的另一端接信號地，電容C33的另一端接無線收發(fā)模塊Ul的另一個射頻輸出端。
[0016]進一步地，所述振動信號提取裝置包括:
[0017]電荷放大器，耦接于壓電式振動傳感器，用于將壓電式振動傳感器上感應的電荷轉化成與之成正比的電壓信號；
[0018]同相放大電路，稱接于電荷放大器，用于將電荷放大器輸出的信號進行放大；
[0019]二階高通濾波器，耦接于同相放大電路，用于將同相放大電路輸出的信號進行濾波；
[0020]二階低通濾波器，耦接于二階高通濾波器，用于將二階高通濾波器輸出的信號進行濾波；
[0021]A/D轉換器，耦接于二階低通濾波器，用于將二階低通濾波器輸出的信號轉換為數(shù)字信號。
[0022]進一步地，所述電荷放大器包括電阻R101、電阻R102、電容C104和運算放大器U2A:
[0023]運算放大器U2A的反相輸入端耦接于電阻RlOl的一端、電阻R102的一端，電阻R102的另一端接運算放大器U2A的輸出端；
[0024]電容C104與電阻R102并聯(lián)。
[0025]進一步地，所述同相放大電路包括電阻R104，電阻R105，電阻R106和運算放大器U2B:
[0026]電阻R104的一端接運算放大器U2A的輸出端，電阻R104的另一端接運算放大器U2B的同相輸入端,運算放大器U2B的反相輸入端稱接于電阻R105的一端、電阻R106的一端，電阻R106的另一端接信號地，電阻R105的另一端接運算放大器U2B的輸出端。
[0027]進一步地，所述二階高通濾波器包括電容C20、電容C21、電阻R20、電阻R21和運算放大器U3A ；
[0028]電容C20的一端接同相放大電路的輸出端，電容C20的另一端接電容C21的一端、電阻R20的一端，電阻R20的另一端接運算放大器U3A的反相輸入端和輸出端，電容C21的另一端接電阻R21的一端、運算放大器U3A的同相輸入端，電阻R21的另一端接信號地。
[0029]進一步地，所述二階低通濾波器包括電阻R22、電阻R23、電容C22、電容C23和運算放大器U3B ；
[0030]電阻R22的一端接二階高通濾波器的輸出端，電阻R22的另一端接電阻R23的一端、電容C22的一端，電容C22的另一端接運算放大器U3B的反相輸入端和輸出端，電阻R23的另一端接電容C23的一端、運算放大器U3B的同相輸入端，電容C23的另一端接信號地。
[0031]進一步地，所述A/D轉換器的片選輸入端接無線收發(fā)模塊Ul的Pl_2接口，A/D轉換器的通道O模擬輸入端接二階低通濾波器的輸出端，A/D轉換器的串行時鐘接無線收發(fā)模塊Ul的Pl_5接口，A/D轉換器的串行數(shù)據(jù)輸入接口接無線收發(fā)模塊Ul的Pl_3接口，A/D轉換器的串行數(shù)據(jù)輸出接口接無線收發(fā)模塊Ul的Pl_4接口。
[0032]進一步地，所述A/D轉換器的型號為MCP3002。
[0033]本實用新型采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:可以將無線傳輸與傳感器集成于一個裝置內，既避免了模擬信號傳遞過程中帶來的信號干擾，又節(jié)省電纜、便于安裝。雖然仍需要在多個方向布置多對無線振動監(jiān)測裝置，但相互之間為無線連接，因此整個系統(tǒng)的布置非常整潔，有利于現(xiàn)場維護。由于無線模塊都有唯一的地址碼，所以容易對信號源準確定位。
[0034]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型實施例中無限振動監(jiān)測裝置的電路框圖；
[0036]圖2為本實用新型實施例中電荷放大器、同相放大電路的電路圖；
[0037]圖3為本實用新型實施例中二階高通濾波器、二階低通濾波器的電路圖；
[0038]圖4為本實用新型實施例中A/D轉換器、控制電路、巴倫轉換器的電路圖；
[0039]圖中，
[0040]1-電荷放大器，2-同相放大電路，3- 二階高通濾波器，4- 二階低通濾波器，5-A/D轉換器，6-控制電路，7-巴倫轉換器。
【具體實施方式】
[0041]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0042]如圖1所示，低功耗無線振動監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:
[0043]振動信號提取裝置，用于提取振動信號并處理轉換為數(shù)字信號；
[0044]控制電路6，耦接于振動信號提取裝置，用于將振動信號提取裝置輸出的數(shù)字信號進行處理；
[0045]巴倫轉換器7，耦接于控制電路6的輸出端，將巴倫轉換器7的雙端射頻信號轉換成單端信號，并耦合于天線El中。
[0046]振動信號提取裝置包括:
[0047]電荷放大器I，耦接于壓電式振動傳感器，用于將壓電式振動傳感器上感應的電荷轉化成與之成正比的電壓信號；
[0048]同相放大電路2, f禹接于電荷放大器I,用于將電荷放大器I輸出的信號進行放大；
[0049]二階高通濾波器3，耦接于同相放大電路2，用于將同相放大電路2輸出的信號進行濾波；
[0050]二階低通濾波器4，耦接于二階高通濾波器3，用于將二階高通濾波器3輸出的信號進行濾波；
[0051]A/D轉換器5，耦接于二階低通濾波器4，用于將二階低通濾波器4輸出的信號轉換為數(shù)字信號。
[0052]控制電路6為無線收發(fā)模塊Ul，型號為CC2540。
[0053]進一步地，所述巴倫轉換器7包括電容C31、電容C33、電容C32、電容C34、電容C35和電感L1、電感L2、電感L3、電感L4 ;電容C31耦接在無線收發(fā)模塊Ul的一個射頻輸出端與電容C32的一端、電感LI的一端之間，電感LI的另一端接信號地，電容C32的另一端接電感L2的一端、電感L3的一端，電感L3的另一端接電容C35的一端、電感L4的一端，電容C35的另一端接信號地，電感L4的另一端稱接于天線El ;天線El采用50ohm PCB天線；電感L2的另一端接電容C33的一端、電容C34的一端，電容C34的另一端接信號地，電容C33的另一端接無線收發(fā)模塊Ul的另一個射頻輸出端。
[0054]電荷放大器I包括電阻RlOl、電阻R102、電容C104和運算放大器U2A:運算放大器U2A的反相輸入端耦接于電阻RlOl的一端、電阻R102的一端，電阻R102的