基于Android平臺手機的振動測量儀，屬于機械振動測量技術領域，包括CPU及與CPU連接配合的姿態測量模塊、姿態調整模塊、加速度測量模塊、傳感器標定模塊、振動測量數據處理模塊；應用所述測量儀的檢測流程包括姿態測量、姿態調整、加速度傳感器標定、加速度測量、振動分析與計算、檢測結果輸出；本發明專利技術克服了開發傳統的基于嵌入式系統的振動測量儀所需要的巨大工作量，充分應用Android平臺手機對集成傳感器的支持，使得系統開發相當方便、快捷；Android平臺手機具有的高分辨率可提高檢測數據的準確度，同時檢測過程簡單，又便于攜帶，實現了一種高精度、低成本的物體振動參數測量系統方案。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機械振動測量
，具體涉及一種便于攜帶的、。
技術介紹
機械振動是物體或質點在其平衡位置附近所作的往復運動。機械振動對于大多數的工業機械、工程結構及儀器儀表是都有害的，振動量如果超過允許范圍，機械設備將產生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴重時會導致零、部件的早期失效，振動分析和振動設計已成為產品設計中的一個關鍵環節。機械振動是一種物理現象，而不是一個物理參數，振動的強弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度、加速度、加加速度，所以振動測試是對這些振動量的檢測，用以反映振動的強弱程度。 振動測量的分類方法有多種，依據測量的原理可以分為機械法、電測法和光電結合測量法；依據測振傳感器與被測物接觸與否，可以分為接觸測量和非接觸測量；依據振動傳感器原理的不同，又可以分為加速度型、速度型和位移變化檢測型三種，其中加速度型和速度型屬于接觸型測量，使用時將其固定在被測物體上，位移變化檢測型屬于非接觸測量型，使用時無須安裝在被測物體上。傳統的基于嵌入式系統的振動測量系統包括傳感器、嵌入式硬件、嵌入式軟件三部分；其中傳感器部分設計包括傳感部分、傳感部分輸出信號的放大、調理、濾波、A/D轉換等模塊等；嵌入式硬件設計包括嵌入式微處理器、內部總線、I/O 口、ROM、RAM、通用接口、鍵盤、顯示屏等部件的選擇和配置；嵌入式軟件包括中間層、軟件層、功能層程序，中間層設計BSP/HAL硬件抽象層/板級升級包，實現底層硬件驅動；軟件層包括實時操作系統移植，負責文件管理、任務管理、圖形用戶接口等；功能層設計為用戶的應用程序的編寫，一般對采集到的數據進行濾波、計算，將處理結果發送到上位機或者顯示給用戶；這種傳統的基于嵌入式系統的振動測量系統的開發需要同時進行傳感器、嵌入式硬件及嵌入式軟件的設計，設計和制造的成本高、工作量大、周期長，產品的軟硬件兼容性差。
技術實現思路
本專利技術旨在應用Android平臺手機對集成傳感器的支持，提供一種采用接觸測量、加速度型測量方式的基于Android平臺手機的振動測量儀及檢測方法的技術方案，以克服現有技術中存在的問題。Android是以 Google 為首的開放手機聯盟(Open Handset Alliance-OHA)于 2007年推出的基于Linux平臺的開源操作系統，Android采用了軟件層疊的架構,包括以Linux為核心的底層、以函數庫和虛擬機為主的中間層以及應用為主的上層；底層和中間層主要由C或C++開發，上層應用主要由JAVA編寫；Android優于其他嵌入式軟件平臺的一個方面就是方便地支持多種集成傳感器，可以感應包括手機姿態、加速度、磁場、光強、溫度、壓力等多種物理量的變化，傳感器芯片內嵌傳感器和A/D轉換電路，可直接以SPI或者I2C線路輸出數字信號；Android SDK在移動設備中提供了各種各樣的傳感器的API，可輕易訪問設備底層硬件，包括設置傳感器的量程、分辨率、準確度、讀取測量數據等，而不必用匯編、C和C++等編程語言與底層硬件進行交互，也不用理解硬件系統內部工作機制和細節，具有硬件平臺無關性；Android平臺的應用軟件采用JAVA語言進行開發，應用軟件具有軟件平臺無關性。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于包括CPU及與CPU連接配合的姿態測量模塊、姿態調整模塊、加速度測量模塊、傳感器標定模塊、振動測量數據處理模塊；其中姿態測量模塊用于測量手機本體的方位變化；姿態調整模塊用于調整手機本體的位置；加速度測量模塊用于測量手機本體的三軸加速度；傳感器標定模塊用于獲得加速度測量值修正系數實現對加速度測量模塊的標定；振動測量數據處理模塊用于設置參數和分析獲得振動測量結果。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于所述的姿態測量模塊包括姿態傳感器，用于測量手機本體在地平坐標系中的姿態參數，包括Azimuth角、Pitch角和Roll角。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于所述的姿態調整模塊包括連接配合的支撐架和一組支撐腳，支撐腳的底端連接設置調整螺母，支撐架上連接設置用于固定手機本體的彈簧扣。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于所述的加速度測量模塊包括加速度傳感器，測量手機本體在局部笛卡爾直角坐標系中的三軸加速度；所述的傳感器標定模塊將通過加速度測量模塊測取的手機本體水平靜置時的豎直加速度與標準重力加速度作比較，以此比值作為加速度測量值的修正系數實現對加速度測量模塊的標定。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于所述的振動測量數據處理模塊包括參數設置模塊、振動分析模塊，參數設置模塊用于設置振動測量參數、振動測量結果參數、系統參數，其中振動測量參數包括測量量程、采樣頻率、分辨率、測量精度、標準重力加速度，振動測量結果參數包括振動加加速度、加速度、速度、位移、A95、V95、振動峰峰值、速度峰峰值；系統參數包括觸發方式、測量時間、測量數據保存位置；振動分析模塊包括將采集到的加速度對時間積分獲得被測體振動的速度數值，將該速度數值對時間積分獲得被測體的位移信息，通過繪圖程序獲得加速度、速度、位移的時間變化曲線，計算分析獲得振動參數A95、V95、振動峰峰值、速度峰峰值。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于還包括與CPU連接配合的顯示模塊、輸出模塊，顯示模塊用于在手機顯示屏中顯示測量與分析結果，輸出模塊包括SD卡、藍牙連接模塊中的一種或兩種。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀的檢測方法，其特征在于包括以下檢測步驟 1)將手機本體顯示屏向上靜置，通過姿態測量模塊測量手機本體在地平坐標系中的姿態參數Azimuth角、Pitch角和Roll角； 2)利用步驟I)的測量數據，通過姿態調整模塊調整手機本體的位置，使Azimuth角、Pitch角和Roll角同時為零，即將手機本體調整至水平位置；3)在步驟2)所獲得的水平位置，通過加速度測量模塊測量手機本體在局部笛卡爾直角坐標系中Z軸方向加速度，即豎直加速度； 4)傳感器標定模塊利用步驟3)中測得的豎直加速度數據與實際重力加速度比較獲得加速度修正系數，實現對加速度測量模塊的標定； 5)將所述的振動測量儀剛性地固定在被測物體表面，調整振動測量儀使其局部笛卡爾直角坐標系方位與測量振動的方向一致； 6)啟動檢測程序，通過加速度測量模塊實時測得手機本體在局部笛卡爾直角坐標系中的三軸加速度； 7)采用步驟4)中獲得的加速度修正系數對步驟6)所測得的三軸加速度進行修正； 8)振動測量數據處理模塊利用步驟7)獲得的三軸加速度測量修正值進行分析獲得振 動測量結果。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀的檢測方法，其特征在于其檢測步驟還包括通過與CPU連接配合的顯示模塊在手機顯示屏中顯示測量與分析結果，通過與CPU連接配合的輸出模塊將測量與分析結果輸送到外接設備，輸出模塊包括SD卡、藍牙連接模塊中的一種或兩種。所述的基于Android平臺手機的振動測量儀的檢測方法，其特征在于所述的姿態調整模塊包括連接配合的支撐架和一組支撐腳，支撐腳的底端連接設置調整螺母，支撐架上連接設置用于固定手機本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于Android平臺手機的振動測量儀，其特征在于包括CPU（1）及與CPU（1）連接配合的姿態測量模塊（2）、姿態調整模塊（3）、加速度測量模塊（4）、傳感器標定模塊（5）、振動測量數據處理模塊（6）；其中：姿態測量模塊（2）用于測量手機本體（9）的方位變化；姿態調整模塊（3）用于調整手機本體（9）的位置；加速度測量模塊（4）用于測量手機本體（9）的三軸加速度；傳感器標定模塊（5）用于獲得加速度測量值修正系數實現對加速度測量模塊（4）的標定；振動測量數據處理模塊（6）用于設置參數和分析獲得振動測量結果。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉忠，韓樹新，李存岑，
申請(專利權)人：杭州市特種設備檢測院，
類型：發明
國別省市：
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