一种振动信号无线采集装置及无线采集系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种振动信号无线采集装置及无线采集系统，所述振动信号无线采集装置包括支撑板，所述支撑板内设置有电源模块、电阻测量模块、电压放大模块、控制模块和无线通信模块，所述支撑板外设置有与电阻测量模块连接的振动传感器，所述电源模块用于供电，所述振动传感器将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块，电阻测量模块将电阻变化信号转化为电压信号并输出至电压放大模块，电压放大模块对电压信号进行放大处理后输出至控制模块，控制模块对放大后的电压信号进行数据处理并通过无线处理模块进行无线数据传输。本发明专利技术可以对振动信号进行远距离无线监测，并且具有灵敏度高、设备体积小、集成方便、可远程控制等优点。

A Vibration Signal Wireless Acquisition Device and Wireless Acquisition System

【技术实现步骤摘要】
一种振动信号无线采集装置及无线采集系统
本专利技术属于振动检测
，特别涉及一种振动信号无线采集装置及无线采集系统。
技术介绍
目前，对车床等机械加工设备的振动信号的采集大多使用传统的加速度传感器，并通过有线的方式进行传感器供电及信号传输。然而，传统的工业用振动信号采集装置存在以下问题：1）对振动信号反映的不够精确，采集到的数据将存在很大的误差，这会影响到故障检测结果的精度；2）有线的传感器供电方式和信号传输方式在许多机械加工的环境中不能使用。因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种振动信号无线采集装置及无线采集系统，可以对振动信号进行远距离无线检测，并且测量结果准确可靠。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种振动信号无线采集装置，包括支撑板，所述支撑板内设置有电源模块、电阻测量模块、电压放大模块、控制模块和无线通信模块，所述支撑板外设置有与电阻测量模块连接的振动传感器，所述电源模块用于供电，所述振动传感器将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块，电阻测量模块将电阻变化信号转化为电压信号并输出至电压放大模块，电压放大模块对电压信号进行放大处理后输出至控制模块，控制模块对放大后的电压信号进行数据处理并通过无线处理模块进行无线数据传输。所述的振动信号无线采集装置中，所述振动传感器包括柔性PDMS基底、金属导电层和一对电极引线，所述金属导电层附着在柔性PDMS基底上，一对电极引线分别固定于金属导电层的两端，且一对电极引线连接电阻测量模块。所述的振动信号无线采集装置中，所述电源模块包括锂电池、+3.3V电源输出单元、+5V电源输出单元和-5V电源输出单元，所述锂电池分别连接电阻测量模块、振动传感器、+3.3V电源输出单元、+5V电源输出单元和-5V电源输出单元，所述+3.3V电源输出单元还连接控制模块，所述+5V电源输出单元和-5V电源输出单元还分别连接电压放大模块。所述的振动信号无线采集装置中，所述电阻测量模块具体包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端连接锂电池的正极和振动传感器，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和差分放大电路，所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的一端连接差分放大电路，第三电阻的另一端接地。所述的振动信号无线采集装置中，所述差分放大电路包括运算放大芯片、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一0欧电阻、第二0欧电阻、第三0欧电阻、第一电容和第二电容，所述第二0欧电阻的另一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第五电阻的一端以及接地，第五电阻的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端和运算放大芯片的-IN端，所述第六电阻的另一端分别连接第六电阻的调节端、第七电阻的另一端、第三0欧电阻的一端和运算放大芯片的OUT端，所述第三0欧电阻的另一端连接控制模块，所述第一0欧电阻的另一端连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端分别连接第九电阻的一端和运算放大芯片的+IN端，所述第九电阻的另一端接地，所述运算放大芯片的+VS端分别连接+5V电源输出单元和第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地，所述运算放大芯片的-VS端分别连接-5V电源输出单元和第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地。所述的振动信号无线采集装置中，所述电阻测量模块输出的电压信号的计算公式为：其中，VCCBAT为锂电池的正极电压，R3为第三电阻的阻值，RX为振动传感器的实时阻值。所述的振动信号无线采集装置中，所述控制模块包括控制芯片、复位电路、晶振、存储电路、调试接口电路和启动模式选择电路，所述控制芯片分别连接复位电路、晶振、存储电路、调试接口电路、启动模式选择电路、电压放大模块和无线通信模块。所述的振动信号无线采集装置中，所述控制芯片的型号为CC3200。所述的振动信号无线采集装置中，所述支撑板上还设置有第一电路基板和第二电路基板，所述电源模块、电阻测量模块和电压放大模块设置于第一电路基板上，所述无线通信模块和控制模块设置于第二电路基板上，所述电源模块中的锂电池设置于支撑板上，所述锂电池连接第一电路基板，所述第一电路基板连接第二电路基板。一种振动信号无线采集系统，包括无线路由器、数据处理终端和如以上所述的振动信号无线采集装置，所述振动信号无线采集装置通过无线路由器与数据处理终端实现无线连接。相较于现有技术，本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置及无线采集系统，所述振动信号无线采集装置包括支撑板，所述支撑板内设置有电源模块、电阻测量模块、电压放大模块、控制模块和无线通信模块，所述支撑板外设置有与电阻测量模块连接的振动传感器，所述电源模块用于供电，所述振动传感器将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块，电阻测量模块将电阻变化信号转化为电压信号并输出至电压放大模块，电压放大模块对电压信号进行放大处理后输出至控制模块，控制模块对放大后的电压信号进行数据处理并通过无线处理模块进行无线数据传输。本专利技术可以对振动信号进行远距离无线监测，并且具有灵敏度高、设备体积小、集成方便、可远程控制等优点。附图说明图1为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置的整体结构示意图；图2为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置的原理框图；图3为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中振动传感器的结构示意图；图4为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中电源模块的结构框图；图5为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中电阻测量模块及电压放大模块的电路原理图；图6为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中+5V电源输出单元的电路原理图；图7为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中-5V电源输出单元的电路原理图；图8为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中+3.3V电源输出单元的电路原理图；图9为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中控制模块的原理示意图；图10为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中控制模块的结构示意图；图11为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中控制模块的控制流程图一；图12为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置中控制模块的控制流程图二。其中，10、支撑板；20、振动传感器；21、PDMS基底；22、金属导电层；23、电极引线；30、锂电池；40、第一印刷电路板；50、第二印刷电路板；60、杜邦连接器；70、杜邦连接线。具体实施方式本专利技术目的在于提供一种振动信号无线采集装置及无线采集系统，可以对振动信号进行远距离无线检测，并且测量结果准确可靠。为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1和图2，为本专利技术提供的一种振动信号无线采集装置的整体结构示意图和原理框图，所述振动信号无线采集装置包括支撑板10，所述支撑板10内设置有电源模块100、电阻测量模块200、电压放大模块300、控制模块400和无线通信模块500，所述支撑板10外设置有与电阻测量模块200连接的振动传感器20，所述电源模块100用于供电，所述振动传感器20将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块200，电阻测量模块200本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动信号无线采集装置，包括支撑板，其特征在于，所述支撑板内设置有电源模块、电阻测量模块、电压放大模块、控制模块和无线通信模块，所述支撑板外设置有与电阻测量模块连接的振动传感器，所述电源模块用于供电，所述振动传感器将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块，电阻测量模块将电阻变化信号转化为电压信号并输出至电压放大模块，电压放大模块对电压信号进行放大处理后输出至控制模块，控制模块对放大后的电压信号进行数据处理并通过无线处理模块进行无线数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种振动信号无线采集装置，包括支撑板，其特征在于，所述支撑板内设置有电源模块、电阻测量模块、电压放大模块、控制模块和无线通信模块，所述支撑板外设置有与电阻测量模块连接的振动传感器，所述电源模块用于供电，所述振动传感器将振动信号转化为电阻变化信号并输出至电阻测量模块，电阻测量模块将电阻变化信号转化为电压信号并输出至电压放大模块，电压放大模块对电压信号进行放大处理后输出至控制模块，控制模块对放大后的电压信号进行数据处理并通过无线处理模块进行无线数据传输。2.根据权利要求1所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述振动传感器包括柔性PDMS基底、金属导电层和一对电极引线，所述金属导电层附着在柔性PDMS基底上，一对电极引线分别固定于金属导电层的两端，且一对电极引线连接电阻测量模块。3.根据权利要求1所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述电源模块包括锂电池、+3.3V电源输出单元、+5V电源输出单元和-5V电源输出单元，所述锂电池分别连接电阻测量模块、振动传感器、+3.3V电源输出单元、+5V电源输出单元和-5V电源输出单元，所述+3.3V电源输出单元还连接控制模块，所述+5V电源输出单元和-5V电源输出单元还分别连接电压放大模块。4.根据权利要求3所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述电阻测量模块具体包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端连接锂电池的正极和振动传感器，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和差分放大电路，所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的一端连接差分放大电路，第三电阻的另一端接地。5.根据权利要求4所述的一种振动信号无线采集装置，其特征在于，所述差分放大电路包括运算放大芯片、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一0欧电阻、第二0欧电阻、第三0欧电阻、第一电容和第二电容，所述第二0欧电阻的另一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志武，王跃桥，侯涛，刘富，刘云，赵宇峰，张俊秋，宋洪烈，宋阳，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22