加速度传感器静态标定数据无线采集系统的设计.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器201l第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2加速度传感器静态标定数据无线采集系统的设计徐宜，赵玉龙，唐秀萍(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：在传统加速度传感器静态标定设备的基础上，设计了一种无线数据采集系统。该系统以低功耗射频芯片CC2430为硬件核心，LabVIEW8．20为系统软件开发平台。加速度传感器产生的电压信号经过无线收发模块中CC2430内部A／D采样，通过天线发送出去；与PC机相连的无线收发模块接收到数据后，通过USB口传输数据。系统具有功耗低、安装简便、数据存储和显示等功能，简

2、化了数据采集过程，提高了采集效率。关键词：加速度传感器；静态标定；数据采集；无线；CC2430；LabVIEW中图分类号：TB934文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)02—0038—03DesignofWirelessStaticCalibrationDataAcquisitionSystemforAccelerationSensorXUYi，ZHAOYu—long，TANGXiu—ping(StateKeyLaboratoryforManufacturingSystemEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，Chi

3、na)Abstract：Basedonthetraditionalstaticcalibrationsystemforaccelerationsensor，awirelessdataacquisitionsystemwasde—signed．ThesystemtookTIlow·powerRFchipCC2430asthehardwarecenterandN1LabVIEW8．20asthesoftwareplatform．ThevoltagesignalsfromtheaccelerationsensorweresampledbytheinternalA／DconveneroftheCC2

4、430inthewirelesssend-re-ceivemoduleandthentransmittedbytheantenna．Whenthewirelesssend—receivemoduleconnectedwiththePCreceivedthedataofaccelerationsensor，itdeliveredthedatabytheUSBport．Thesystemhastheadvantageoflow—power，easyinstallation，datastorageanddisplay，itsimplifiestheprocessofdataacquisitiona

5、ndimprovedthedataacquisitioneficiency．Keywords：accelerationsensor；staticcalibration；dataacquisition；wireless；CC2430；LabVIEW1加速度传感器简介传感器类型之一，其基本结构大多是“质量块一悬臂梁”模型，1．1加速度传感器标定的意义由质量块、悬臂梁以及压敏电阻组成，结构示意图如图1所示。感器在制造、装配完毕后必须对设计指标进行标定试验，保证被测量物理量到输出电信号之间的准确传递，通过试验建立传感器输入量与输出量之间的关系，确保其性能指标达到要求。传感器的静态标定主要用于检验，测

6、试传感器的静态特性指标，如静态灵敏度、线性度、迟滞和重复性等。目前加速度传感器静态标定主要利用离心机产生的离心、J加速度对放在转盘径向的加速度传感器施加一定的加速度，该图1压阻式加速度传感器结构示意图加速度计算公式为a=ro)，其中a为传感器所受的离心加速压阻式硅微加速度传感器的工作原理如图2所示。当传度，r为转盘圆心到加速度传感器半径，为转盘旋转角速度。感器受到加速度a作用时，被测加速度转换成惯性力F作用于加速度传感器由此产生的信号输出以及自身供电则依靠离心质量块上，质量块产生与加速度成比例的位移，受质量块位移机转盘的导电滑环，传统离心式加速度传感器静态标定系统存的影响，悬臂梁也产生等比例

7、的形变s，基于压阻效应，压敏电在结构复杂、体积大、功耗高、时间精度和灵敏度低等缺点。阻电阻值产生等比例变化AR=1T，最后经过惠斯顿电桥输出1．2加速度传感器原理与加速度成比例的电压。现有的加速度传感器大多是基于某种敏感原理对加速度惯性力F压阻效应惠斯顿电桥进行间接的测量。根据牛顿第二定律F=mo,，质量为m的物体加压压电受到加速度a的作用时，其受到的惯性力为F。在惯性力F的速梁阻阻压度变应变输作用下，物体将