[发明专利]用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及传感器检测领域，具体而言，涉及一种用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置。

背景技术

力平衡加速度传感器属于测震用精密仪器，其用于检测地面振动的加速度信号，并将加速度信号转换为电压信号输出。为了保证力平衡加速度传感器准确地测定地面振动的加速度，该传感器需定期进行零位检测和标定。当力平衡加速度传感器的某个通道的零位偏差超出规定值时需人工对其进行零位调整，在调零过程中需实时查看该传感器的零位值，直到调整到规定范围内。然而，在现有的传感器检测过程中，通常通过设置在远端的控制室内的记录器来采集力平衡加速度传感器的零位值和标定数据，之后通过网线传递至位于该传感器附近的便携式电脑进行显示，但是便携式电脑的放置会给力平衡加速度传感器检测和调零操作带来不便利性；此外，在进行零位检测时采用分辨率较高的模数转换器执行模数转换，这会引起较高的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于力平衡加速度传感器的检测方法及装置，其可以改善现有的力平衡加速度传感器检测过程中检测操作不便利的问题，并且可以利用较低分辨率的模数转换器来提供满足需求的零位检测精度。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种检测方法，应用于力平衡加速度传感器的检测装置，所述检测装置包括通信单元、处理单元和显示单元，所述检测方法包括：所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器在无振动环境下测量得到的加速度值，并将所述加速度值发送给所述处理单元；所述处理单元通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，并将经模数转换后的加速度值发送给所述显示单元；所述显示单元显示所述经模数转换后的加速度值。

进一步地，所述处理单元通过满量程转换方式对所述加速度值进行模数转换，包括：所述处理单元将所述加速度值除以2之后再乘以2^N，得到模拟信号基准值，其中N为自然数；所述处理单元对所述模拟信号基准值进行模数转换得到第一数字信号值，并确认所述第一数字信号值是否介于第一阈值与第二阈值之间，所述第一阈值为正值，所述第二阈值为负值；如果所述第一数字信号值大于所述第一阈值或小于所述第二阈值，则所述处理单元对所述模拟信号基准值逐次进行指数递减并记录每次递减后经模数转换获得的第二数字信号值，直至所述第二数字信号值介于所述第一阈值与所述第二阈值之间，所述处理单元将最后获得的第二数字信号值除以2^M-1设定为所述经模数转换后的加速度值，其中M为所述最后获得的第二数字信号值相对应的N值；如果所述第一数字信号值介于所述第一阈值与所述第二阈值之间，则所述处理单元对所述模拟信号基准值逐次进行指数递增并记录每次递增后经模数转换获得的第三数字信号值，直至所述第三数字信号值大于所述第一阈值或小于所述第二阈值，所述处理单元将最后一次递增前获得的第三数字信号值除以2^L-1设定为所述经模数转换后的加速度值，其中L为所述最后一次递增前获得的第三数字信号值相对应的N值。通过这样的处理方式，可以减小模数转换过程中AD转换器由于AD位数的限制所存在的量化误差，使得可以通过在对力平衡加速度传感器进行调零操作时充分利用AD转换器的转换量程来实现满量程模数转换，提高传感器输出的零位附近小信号的转换精度，从而可以减小量化误差对测量精度的影响。

进一步地，N的初始值被设定为1。在实际使用中，力平衡加速度传感器输出的加速度值在除以2后所对应的数字信号值始终介于第一阈值与第二阈值之间。因此，在N的初始值为1的情况下，一旦发现第一数字信号值大于第一阈值或小于第二阈值，处理单元对模拟信号基准值进行一次指数递减就可以获得介于第一阈值与第二阈值之间的数字信号值。

进一步地，所述力平衡加速度传感器包括摆体和反馈电磁阻尼，所述检测方法还包括：所述通信单元接收所述力平衡加速度传感器输出的第一标定波，所述第一标定波中包括所述摆体在不受所述反馈电磁阻尼作用时的无阻尼自由振荡波；所述处理单元计算所述无阻尼自由振荡波的振荡频率；所述显示单元显示所述振荡频率。因此，检测人员可以直接获得力平衡加速度传感器的摆体的自振频率。