[实用新型]一种桥梁结构索力加速度传感器

说明书

一种桥梁结构索力加速度传感器，涉及一种桥梁结构健康诊断中的索力测试技术，为了解决现有的传感器测试精度不足、灵敏度不足以及不能直接获得索力基频，从而影响索力测试的测量精度问题。本新型的MEMS加速度传感器用于获取工程结构的索力加速度，并将该索力加速度以振动信号的形式输出；信号处理电路用于将MEMS加速度传感器输出的振动信号转换成满量程±5V的电压信号，并输出。有益效果为精度高、高灵敏度输出、高动态范围、线性度好、低频从0Hz开始，具有平坦的频率特性响应、相位呈线性变化，技术参数一致性好、性能稳定可靠、低功耗、体积超小等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁结构健康诊断中的索力测试技术。

背景技术

桥梁索力测试是桥梁结构健康诊断的重要内容；索力测试无论是在斜拉桥的建设过程中，还是在其日常维护检测中，都具有举足轻重的地位。索力是否处在合理的范围内将直接影响结构的整体受力状态和线形的平顺程度，所以对拉索的索力进行定时的测试是斜拉桥、下承式拱桥和悬索桥等带索桥梁日常维护的重要内容。振动频率测定法是索力测试的重要方法；索在各种环境因素的作用下通常会激发起微小的振动，如果通过使用高精度、高灵敏度的拾振传感器及其相应的数据采集设备和分析软件，由结构的振动分析出索的振动基频，基频是计算索力的重要参数。振动频率法具有测定简单、方便、快捷、测试设备可重复使用等突出优点，成为了现阶段工程界最受欢迎的索力测量方法之一。振动频率法中非常关键的部分就是传感器，现有的传感器测试精度不足、灵敏度不足，无法满足索力测量中的振动频率法。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的传感器测试精度不足、灵敏度不足以及不能直接获得索力基频，从而影响索力测试的测量精度问题，提出了一种桥梁结构索力加速度传感器。

本实用新型所述的一种桥梁结构索力加速度传感器包括MEMS加速度传感器和信号处理电路；

所述MEMS加速度传感器用于获取工程结构的索力加速度，并将该索力加速度以振动信号的形式输出；

所述信号处理电路用于将MEMS加速度传感器输出的振动信号转换成满量程±5V的电压信号，并输出。

进一步地，所述MEMS加速度传感器包括三轴加速计芯片U1、电容C1和电容C2；

三轴加速计芯片U1的型号为：LIS344ALH；

三轴加速计芯片U1的1号引脚、2号引脚、3号引脚、5号引脚、6号引脚以及7号引脚同时接地；

三轴加速计芯片U1的14号引脚和15号引脚同时与电源Vdd相连；所述电源Vdd的电压为3.3V；

三轴加速计芯片U1的12号引脚为振动信号的左右分量输出端；

三轴加速计芯片U1的10号引脚为振动信号的前后分量输出端；

三轴加速计芯片U1的8号引脚为振动信号的上下分量输出端；其中，振动信号的左右分量、振动信号的前后分量以及振动信号的上下分量是振动信号的三个输出方向。

进一步地，所述信号处理电路包括运算放大器U2、三端稳压电源U3、电阻R1至电阻R6、电容C3至电容C11和电位器T1；

运算放大器U2的型号为：LM2904；三端稳压电源U3的型号为：AMS1117；

三端稳压电源U3的1号引脚为输入端，该输入端与12V电源的正极输出端相连；

三端稳压电源U3的2号引脚为接地端；

三端稳压电源U3的3号引脚为输出端，该输出端与电阻R4的一端相连；