三大类传感器共鸣低功耗冲击记录仪的创新实现
导语:随着工业自动化水平的不断发展,产品质量监测、控制手段已经成为保证产品质量标准的不可缺少的一环。许多对装配有较高要求的产品,在运输过程中也同样对受到的冲击有极限要求。为了监测运输过程,智能型冲击记录仪应运而生,为高精密产品的运输提供可靠的保障,给智能货车技术的发展带来新的机遇。
目前,国内普遍使用的是机械式冲击记录仪,其内部构造像一台照相机,有上下两个纸带卷筒,将记录纸带放入上纸筒,纸带的始端插入下纸筒。在这种机械式冲击记录仪中,有一些不足之处,如:
机械式冲击记录数据有限,只能在特定的时间坐标内进行记录,没有时间日期标志。
记录范围只有±5g,不足以满足国家电力公司等单位±10g以上标准。
为达到三维检测需要安装三台设备,同时安装及读取都不便利。
使用压感式记录纸,一方面国内供应不足,一方面在潮湿季节或地区使用时易出现卡纸、受潮等问题。
随着微电子技术和单片机技术迅猛发展,我们提出一种基于电子加速度传感器和低功耗芯片设计的小型化、高效率、低成本且具有良好抗干扰能力的智能型冲击记录仪。该系统采用热感式加速度传感器,它既可以感应“动”加速度,又可以感应“静态”加速度,而且体积小、低功耗工作电流仅为2mA,可以实现两方向或三维加速度值测量。
我们选择了美国TI公司MSP430系列单片机,这款单片机具有多种工作模式,可根据实际需求调整功耗,从而最大程度地延长设备工作时间。此外,我们还采用了双CPU设计减少硬件电路,使系统更加简洁有效,并通过GPS卫星定位系统使得数据显示更加准确。
为了实现整体低功耗,我们采取了一系列措施,比如软件管理待机状态,当传感器输出信号时唤醒单片机;对于外围器件与电路,我们将其设置为在不工作时进入维持状态或停止供电,以降低功耗。此外,我们还选用了快速算法来处理数据,以减少CPU运行时间。
总之,本文提出的基于电子加速度传感器和低功耗芯片的小型化、高效率、低成本且具有良好抗干扰能力的智能型冲击记录仪,是解决现有机械式冲击记录仪不足之处的一种创新方案,对于保证高精密产品在运输过程中的安全性起到了重要作用。