[发明专利]基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统

权利要求书

1.基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：包括依次相连的碰撞钢盖、安装在碰撞钢盖底面上的压电加速度传感器、电荷信号放大器、A/D模数转换器、MCU微处理器；系统工作时，雨滴碰撞钢盖表面，压电加速度传感器的压电片上产生与雨滴加速度成比例大小的电荷信号，电荷信号放大器将电荷信号处理后形成模拟电压信号，再将模拟电压信号送到A/D模数转换器转换成数字信号，然后将数字信号送到MCU微处理器对数字信号进行运算处理，得到一段时间内的累计降雨量、降雨持续时间、降雨强度等数据，最后通过RS232串口把数据传输到计算机上并显示出来。

2.根据权利要求1所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的电荷信号放大器，包括电荷信号-电压信号转换电路、归一化电路、二阶低通滤波电路、一阶高通滤波电路和电压信号放大电路；电荷信号放大器将电荷信号处理后形成模拟电压信号步骤包括：电荷信号-电压信号转换电路先将电荷信号转换成电压信号，归一化电路确保电压稳定性，再经过二阶低通滤波电路和一阶高通滤波电路的滤波处理把混杂在有用信号中的噪声信号滤除掉，最后电压信号放大电路把滤除噪声信号后的电压信号放大，形成模拟电压信号。

3.根据权利要求1所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的对数字信号进行运算处理，包括选值、累加、公式运算；具体为，当采样得到的数值大于设定最小值而且小于设定最大值时，对采样值求和得到累计降雨量，当前降雨时间减去起始降雨时间得到持续降雨时间，累计降雨量除以降雨持续时间得到降雨强度。

4.根据权利要求1所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的A/D模数转换器为适合高精度测量的16位Σ-Δ型的AD7792芯片。

5.根据权利要求1所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的MCU微处理器为基于ARMCortex-M3内核的STM32F103ZET6芯片。

6.根据权利要求2所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的电荷信号-电压信号转换电路由第一运算放大器和反馈网络组成。

7.根据权利要求6所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的反馈网络为在第一运算放大器的反相端和输出端串接由一个电阻和一个电容组成的并联电路。

8.根据权利要求2所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的归一化电路是由第二运算放大器和串接在第二运算放大器反相端和输出端之间的可变电阻器组成的电路。

9.根据权利要求2所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的二阶低通滤波电路由R6、R7、C8、C9构成的两阶RC网络和第三运算放大器组成，一阶高通滤波电路由C10、R11构成的一阶RC网络和第四运算放大器组成。

10.根据权利要求2所述的基于压电加速度传感器的雨量数据处理系统，其特征在于：所述的电压信号放大电路由R12、R13以及第四运算放大器组成。