高精度振動傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術領域，特別是一種主要與家電產品配套使用的高精度振動傳感器。
【背景技術】
[0002]全球經濟經過幾十年的高速發(fā)展，帶動了家電行業(yè)的急速變化，隨著智能家電的出現(xiàn)，家電行業(yè)更是進入了一個新的階段。但是迄今為止影響家電使用的最根本的問題還沒有徹底的優(yōu)化或解決，這就是家電使用中的振動噪音問題，如變頻空調外機的振動噪音，家用冰箱的運行噪音等。
[0003]為了優(yōu)化家電在使用中的舒適感，減少振動噪音對用戶的影響，家電行業(yè)普遍的做法是，通過優(yōu)化家電內部的機械結構和大量使用消音棉來減小振動噪音的影響，或者通過大量實驗收集家電的運行狀態(tài)，通過軟件去控制家電運行的頻率區(qū)間，避開部分振動點，達到減少運行噪音的效果。其中，雖然采用優(yōu)化內部機械結構或大量使用消音棉確實可以部分達到降噪的目的，但是其成本會大量上升，而且隨著家電使用一段時間后，其振動噪音頻率點必然會發(fā)生漂移，這種降噪措施的作用很快會大打折扣。通過軟件去避開部分頻率點也會出現(xiàn)同樣的問題，因為當新的振動頻率點出現(xiàn)時，此種降噪措施也會失去原有的作用。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，而提供一種結構簡單、合理，低成本、可以實時監(jiān)測振動點的振動狀況，通過內部運算準確避開振動中振動噪音最大和振動強度最大的頻率點，達到降噪的目的高精度振動傳感器。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種高精度振動傳感器，包括振動傳感電路板，其特征是，所述振動傳感電路板設有由16位單片機存儲器芯片以及多個電容器、電阻構成的振動傳感電路，多個電容器和電阻分別與16位單片機存儲器芯片電性連接，16位單片機存儲器芯片設有電源線和串行總線。此款振動傳感電路板的核心為16位單片機存儲器芯片，結合其它電子元件，使其支持3軸方向的振動狀態(tài)檢測，支持±8g的振動加速度，振動檢測誤差可以達到0.02go傳感器采樣數據簡單，與單片機配合便可以很簡便的完成對被測器件的受力狀態(tài)和振動幅度檢測。其次，此款傳感器可以精確測試振動物體的振動力度和振動幅度，只要設置合理的閾值，就可以準確的避開振動噪音過大頻點和器件疲勞應力點，不僅減小了振動噪音，還可以延長器件的使用壽命。
[0006]本發(fā)明的目的還可以采用以下技術措施解決:
作為更具體的一方案，所述16位單片機存儲器芯片為QFN16型號的單片機，該單片機是傳感器的核心，其體積是的數字高精度芯片，因此整個產品體積可以小到10*10*6mm，可以很方便的安裝在被測器件上，實現(xiàn)三軸方向檢測。
[0007]所述QFN16型號的單片機設有VDD10引腳、BYP引腳、第一 Reserved引腳、SCL/SCLK引腳、第一 GND引腳、SDA引腳、SA0引腳、第一 N/C引腳、INT2引腳、SA1引腳、INT1引腳、第二 GND引腳、第二 Reserved引腳、VDD引腳、第二 N/C引腳和RST引腳；所述VDD10引腳和VDD引腳構成所述電源線，VDD10引腳和VDD引腳連接，所述SCL/SCLK引腳和SDA引腳構成所述串行總線；所述第一 Reserved引腳、第一 GND引腳、SA0引腳、SA1引腳、第二 GND引腳、第二 Reserved引腳和RST引腳接地。
[0008]所述電容器設有四個，分別為第一電容器、第二電容器、第三電容器和第四電容器；所述電阻設有四個，分別為第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；所述VDD10引腳和BYP引腳分別通過第二電容器和第三電容器接地，VDD引腳引腳通過并聯(lián)設置的第一電容器和第四電容器接地；所述VDD10引腳分別通過第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻與SCL/SCLK引腳、SDA引腳、INT1引腳和INT2引腳連接。
[0009]作為更佳的方案，所述振動傳感電路板外部設有外殼組件，電源線和串行總線引出外殼組件外，外殼組件表面設有固定連接位。振動傳感電路板通過外部加設外殼組件后，可以輕易地與電器結合。
[0010]所述高精度振動傳感器為帶有壓縮機的電器設備用振動傳感器，所述固定連接位為管卡，管卡呈帶開口的圓弧槽狀。所述電器設備用振動傳感器(PCBA)，其體積僅有10*10*3mm。
[0011]所述外殼組件包括底殼、頂蓋和軟套，底殼設有頂部敞開的內腔，振動傳感電路板設置在內腔內，頂蓋與底殼頂部連接、并將振動傳感電路板封裝在內腔內；所述底殼與頂蓋之間設有穿線孔，軟套設置在穿線孔中，振動傳感電路板的電源線和串行總線設置在導線套內、并穿出軟套外側。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
(1)本發(fā)明的高精度振動傳感器內部主要芯片采用3軸方向高精度振動檢測芯片，并結合高可靠性數字電路控制，可以檢測器件立體空間任意方向振動狀態(tài)，檢測精度極高，細微的0.02g的輕微振動都可以被檢測到，最大振動過載可達±8g，因此可以檢測家電的任何工作狀態(tài)下的振動狀態(tài)。
[0013](2)本發(fā)明的傳感器為加速度傳感器，采樣原始數據為器件空間振動的實時加速度數據，根據物理學公式F=ma可知，加速度與器件振動時的受力狀況密切相關，通過對加速度的變化的監(jiān)測，采樣實時數據直接傳遞給控制單片機，可以很精確的判斷器件振動時的受力狀況，設定原始閾值，從而可以避開器件的疲勞應力點，延長了器件的可靠性，同時器件振動受力過大點，一般其振動噪音同樣很大，避開此頻率點后，該頻率點的振動噪音可以精確的避開。
[0014](3)本發(fā)明的高精度傳感器同時可以檢測振動器件的振動幅度，通過對采樣加速度原始值進行快速傅里葉變換，再對各次分量進行二次積分，便可以得到振動器件的振動幅值。振動噪音過大頻率點其振幅值也會相應比較高，因此同時監(jiān)測器件的振幅值便可以避開振幅過大頻率點的噪音。
[0015](4)由于核心芯片(QFN16型號的單片機)體積僅有3*3*lmm，因此本發(fā)明的傳感器體積比較小。
[0016](5)本發(fā)明設計的高精度傳感器在家電中使用后，首先可以明顯改善由于家電內部振動所帶來的較大噪音，使家電始終運行在較小的噪音頻率點，明顯的改善了使用的舒適性。其次，由于此傳感器可以實時監(jiān)測被測設備在振動中的受力狀況，明顯改善設備的疲勞應力運行，因此很大程度上避免了設備由于疲勞應力損壞，延長了設備的壽命，減少了維護成本。再次，由于此傳感器成本相對比較便宜，可靠性高，因此可以為廠家節(jié)約一部分成本。
[0017](6)目前市場上的振動傳感器由于采樣數據量過大，運算過程非常復雜，因此必須與PC機配合才能完成對振動器件的振動狀態(tài)的運算，無法小型化，因此本發(fā)明完成的高精度的振動傳感器還沒有其他方案可以完成替代。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一實施例分解結構圖。
[0019]圖2為本發(fā)明振動傳感電路板的電路原理圖。
[0020]圖3為本發(fā)明立體結構示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明底殼俯視結構示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明俯視結構示意圖。
[0023]圖6為圖5的A-A剖視結構示意圖。
[0024]圖7為圖5的B-B剖視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
參見圖1至圖7所示，一種高