高精度振動(dòng)傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種主要與家電產(chǎn)品配套使用的高精度振動(dòng)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]全球經(jīng)濟(jì)經(jīng)過(guò)幾十年的高速發(fā)展，帶動(dòng)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(jìn)入了一個(gè)新的階段。但是迄今為止影響家電使用的最根本的問(wèn)題還沒(méi)有徹底的優(yōu)化或解決，這就是家電使用中的振動(dòng)噪音問(wèn)題，如變頻空調(diào)外機(jī)的振動(dòng)噪音，家用冰箱的運(yùn)行噪音等。
[0003]為了優(yōu)化家電在使用中的舒適感，減少振動(dòng)噪音對(duì)用戶的影響，家電行業(yè)普遍的做法是，通過(guò)優(yōu)化家電內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)和大量使用消音棉來(lái)減小振動(dòng)噪音的影響，或者通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)收集家電的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)軟件去控制家電運(yùn)行的頻率區(qū)間，避開(kāi)部分振動(dòng)點(diǎn)，達(dá)到減少運(yùn)行噪音的效果。其中，雖然采用優(yōu)化內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)或大量使用消音棉確實(shí)可以部分達(dá)到降噪的目的，但是其成本會(huì)大量上升，而且隨著家電使用一段時(shí)間后，其振動(dòng)噪音頻率點(diǎn)必然會(huì)發(fā)生漂移，這種降噪措施的作用很快會(huì)大打折扣。通過(guò)軟件去避開(kāi)部分頻率點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)新的振動(dòng)頻率點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，此種降噪措施也會(huì)失去原有的作用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，低成本、可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)點(diǎn)的振動(dòng)狀況，通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算準(zhǔn)確避開(kāi)振動(dòng)中振動(dòng)噪音最大和振動(dòng)強(qiáng)度最大的頻率點(diǎn)，達(dá)到降噪的目的高精度振動(dòng)傳感器。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種高精度振動(dòng)傳感器，包括振動(dòng)傳感電路板，其特征是，所述振動(dòng)傳感電路板設(shè)有由16位單片機(jī)存儲(chǔ)器芯片以及多個(gè)電容器、電阻構(gòu)成的振動(dòng)傳感電路，多個(gè)電容器和電阻分別與16位單片機(jī)存儲(chǔ)器芯片電性連接，16位單片機(jī)存儲(chǔ)器芯片設(shè)有電源線和串行總線。此款振動(dòng)傳感電路板的核心為16位單片機(jī)存儲(chǔ)器芯片，結(jié)合其它電子元件，使其支持3軸方向的振動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)，支持±8g的振動(dòng)加速度，振動(dòng)檢測(cè)誤差可以達(dá)到0.02go傳感器采樣數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單，與單片機(jī)配合便可以很簡(jiǎn)便的完成對(duì)被測(cè)器件的受力狀態(tài)和振動(dòng)幅度檢測(cè)。其次，此款傳感器可以精確測(cè)試振動(dòng)物體的振動(dòng)力度和振動(dòng)幅度，只要設(shè)置合理的閾值，就可以準(zhǔn)確的避開(kāi)振動(dòng)噪音過(guò)大頻點(diǎn)和器件疲勞應(yīng)力點(diǎn)，不僅減小了振動(dòng)噪音，還可以延長(zhǎng)器件的使用壽命。
[0007]本實(shí)用新型的目的還可以采用以下技術(shù)措施解決:
[0008]作為更具體的一方案，所述16位單片機(jī)存儲(chǔ)器芯片為QFN16型號(hào)的單片機(jī)，該單片機(jī)是傳感器的核心，其體積是的數(shù)字高精度芯片，因此整個(gè)產(chǎn)品體積可以小到10*10*6mm，可以很方便的安裝在被測(cè)器件上，實(shí)現(xiàn)三軸方向檢測(cè)。
[0009]所述QFN16型號(hào)的單片機(jī)設(shè)有VDD1引腳、BYP引腳、第一 Reserved引腳、SCL/SCLK引腳、第一 GND引腳、SDA引腳、SAO引腳、第一 N/C引腳、INT2引腳、SAl引腳、INTl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VDD1引腳和VDD引腳構(gòu)成所述電源線，VDD1引腳和VDD引腳連接，所述SCL/SCLK引腳和SDA引腳構(gòu)成所述串行總線；所述第一 Reserved引腳、第一 GND引腳、SAO引腳、SAl引腳、第二 GND引腳、第二 Reserved引腳和RST引腳接地。
[0010]所述電容器設(shè)有四個(gè)，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(shè)有四個(gè)，分別為第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；所述VDD1引腳和BYP引腳分別通過(guò)第二電容器和第三電容器接地，VDD引腳引腳通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的第一電容器和第四電容器接地；所述VDD1引腳分別通過(guò)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、INTl引腳和INT2引腳連接。
[0011]作為更佳的方案，所述振動(dòng)傳感電路板外部設(shè)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(shè)有固定連接位。振動(dòng)傳感電路板通過(guò)外部加設(shè)外殼組件后，可以輕易地與電器結(jié)合。
[0012]所述高精度振動(dòng)傳感器為帶有壓縮機(jī)的電器設(shè)備用振動(dòng)傳感器，所述固定連接位為管卡，管卡呈帶開(kāi)口的圓弧槽狀。所述電器設(shè)備用振動(dòng)傳感器(PCBA)，其體積僅有10*10*3mm。
[0013]所述外殼組件包括底殼、頂蓋和軟套，底殼設(shè)有頂部敞開(kāi)的內(nèi)腔，振動(dòng)傳感電路板設(shè)置在內(nèi)腔內(nèi)，頂蓋與底殼頂部連接、并將振動(dòng)傳感電路板封裝在內(nèi)腔內(nèi)；所述底殼與頂蓋之間設(shè)有穿線孔，軟套設(shè)置在穿線孔中，振動(dòng)傳感電路板的電源線和串行總線設(shè)置在導(dǎo)線套內(nèi)、并穿出軟套外側(cè)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0015](I)本發(fā)明的高精度振動(dòng)傳感器內(nèi)部主要芯片采用3軸方向高精度振動(dòng)檢測(cè)芯片，并結(jié)合高可靠性數(shù)字電路控制，可以檢測(cè)器件立體空間任意方向振動(dòng)狀態(tài)，檢測(cè)精度極高，細(xì)微的0.02g的輕微振動(dòng)都可以被檢測(cè)到，最大振動(dòng)過(guò)載可達(dá)±8g，因此可以檢測(cè)家電的任何工作狀態(tài)下的振動(dòng)狀態(tài)。
[0016](2)本發(fā)明的傳感器為加速度傳感器，采樣原始數(shù)據(jù)為器件空間振動(dòng)的實(shí)時(shí)加速度數(shù)據(jù)，根據(jù)物理學(xué)公式F=ma可知，加速度與器件振動(dòng)時(shí)的受力狀況密切相關(guān)，通過(guò)對(duì)加速度的變化的監(jiān)測(cè)，采樣實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)直接傳遞給控制單片機(jī)，可以很精確的判斷器件振動(dòng)時(shí)的受力狀況，設(shè)定原始閾值，從而可以避開(kāi)器件的疲勞應(yīng)力點(diǎn)，延長(zhǎng)了器件的可靠性，同時(shí)器件振動(dòng)受力過(guò)大點(diǎn)，一般其振動(dòng)噪音同樣很大，避開(kāi)此頻率點(diǎn)后，該頻率點(diǎn)的振動(dòng)噪音可以精確的避開(kāi)。
[0017](3)本發(fā)明的高精度傳感器同時(shí)可以檢測(cè)振動(dòng)器件的振動(dòng)幅度，通過(guò)對(duì)采樣加速度原始值進(jìn)行快速傅里葉變換，再對(duì)各次分量進(jìn)行二次積分，便可以得到振動(dòng)器件的振動(dòng)幅值。振動(dòng)噪音過(guò)大頻率點(diǎn)其振幅值也會(huì)相應(yīng)比較高，因此同時(shí)監(jiān)測(cè)器件的振幅值便可以避開(kāi)振幅過(guò)大頻率點(diǎn)的噪音。
[0018](4)由于核心芯片(QFN16型號(hào)的單片機(jī))體積僅有3*3*lmm，因此本發(fā)明的傳感器體積比較小。
[0019](5)本發(fā)明設(shè)計(jì)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(nèi)部振動(dòng)所帶來(lái)的較大噪音，使家電始終運(yùn)行在較小的噪音頻率點(diǎn)，明顯的改善了使用的舒適性。其次，由于此傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)設(shè)備在振動(dòng)中的受力狀況，明顯改善設(shè)備的疲勞應(yīng)力運(yùn)行，因此很大程度上避免了設(shè)備由于疲勞應(yīng)力損壞，延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命，減少了維護(hù)成本。再次，由于此傳感器成本相對(duì)比較便宜，可靠性高，因此可以為廠家節(jié)約一部分成本。
[0020](6)目前市場(chǎng)上的振動(dòng)傳感器由于采樣數(shù)據(jù)量過(guò)大，運(yùn)算過(guò)程非常復(fù)雜，因此必須與PC機(jī)配合才能完成對(duì)振動(dòng)器件的振動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)算，無(wú)法小型化，因此本發(fā)明完成的高精度的振動(dòng)傳感器還沒(méi)有其他方案可以完成替代。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例分解結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型振動(dòng)傳感電路板的電路原理圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型底殼俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為本實(shí)用新型俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6為圖5的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7為圖5的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述: