[发明专利]基于Android平台手机的振动测量仪及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于机械振动测量技术领域，具体涉及一种便于携带的、基于Android平台手机的振动测量仪及其检测方法。

背景技术

机械振动是物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动。机械振动对于大多数的工业机械、工程结构及仪器仪表是都有害的，振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效，振动分析和振动设计已成为产品设计中的一个关键环节。机械振动是一种物理现象，而不是一个物理参数，振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度、加速度、加加速度，所以振动测试是对这些振动量的检测，用以反映振动的强弱程度。

振动测量的分类方法有多种，依据测量的原理可以分为机械法、电测法和光电结合测量法；依据测振传感器与被测物接触与否，可以分为接触测量和非接触测量；依据振动传感器原理的不同，又可以分为加速度型、速度型和位移变化检测型三种，其中加速度型和速度型属于接触型测量，使用时将其固定在被测物体上，位移变化检测型属于非接触测量型，使用时无须安装在被测物体上。 

传统的基于嵌入式系统的振动测量系统包括传感器、嵌入式硬件、嵌入式软件三部分；其中传感器部分设计包括传感部分、传感部分输出信号的放大、调理、滤波、A/D转换等模块等；嵌入式硬件设计包括嵌入式微处理器、内部总线、I/O口、ROM、RAM、通用接口、键盘、显示屏等部件的选择和配置；嵌入式软件包括中间层、软件层、功能层程序，中间层设计BSP/HAL 硬件抽象层/板级升级包，实现底层硬件驱动；软件层包括实时操作系统移植，负责文件管理、任务管理、图形用户接口等；功能层设计为用户的应用程序的编写，一般对采集到的数据进行滤波、计算，将处理结果发送到上位机或者显示给用户；这种传统的基于嵌入式系统的振动测量系统的开发需要同时进行传感器、嵌入式硬件及嵌入式软件的设计，设计和制造的成本高、工作量大、周期长， 产品的软硬件兼容性差。

发明内容

本发明旨在应用Android平台手机对集成传感器的支持，提供一种采用接触测量、加速度型测量方式的基于Android平台手机的振动测量仪及检测方法的技术方案，以克服现有技术中存在的问题。

Android是以Google为首的开放手机联盟（Open Handset Alliance-OHA）于2007年推出的基于Linux平台的开源操作系统， Android采用了软件层叠的架构，包括以Linux为核心的底层、以函数库和虚拟机为主的中间层以及应用为主的上层；底层和中间层主要由C或C++开发，上层应用主要由JAVA编写；Android优于其他嵌入式软件平台的一个方面就是方便地支持多种集成传感器，可以感应包括手机姿态、加速度、磁场、光强、温度、压力等多种物理量的变化，传感器芯片内嵌传感器和A/D转换电路，可直接以SPI或者I²C线路输出数字信号；Android SDK 在移动设备中提供了各种各样的传感器的API, 可轻易访问设备底层硬件，包括设置传感器的量程、分辨率、准确度、读取测量数据等，而不必用汇编、C和C++等编程语言与底层硬件进行交互，也不用理解硬件系统内部工作机制和细节，具有硬件平台无关性；Android平台的应用软件采用JAVA语言进行开发，应用软件具有软件平台无关性。

所述的基于Android平台手机的振动测量仪，其特征在于包括CPU及与CPU连接配合的姿态测量模块、姿态调整模块、加速度测量模块、传感器标定模块、振动测量数据处理模块；其中：姿态测量模块用于测量手机本体的方位变化；姿态调整模块用于调整手机本体的位置；加速度测量模块用于测量手机本体的三轴加速度；传感器标定模块用于获得加速度测量值修正系数实现对加速度测量模块的标定；振动测量数据处理模块用于设置参数和分析获得振动测量结果。

所述的基于Android平台手机的振动测量仪，其特征在于所述的姿态测量模块包括姿态传感器，用于测量手机本体在地平坐标系中的姿态参数，包括Azimuth角、Pitch角和Roll角。

所述的基于Android平台手机的振动测量仪，其特征在于所述的姿态调整模块包括连接配合的支撑架和一组支撑脚，支撑脚的底端连接设置调整螺母，支撑架上连接设置用于固定手机本体的弹簧扣。