BZ1803系列數(shù)字加速度傳感器

BZ1803系列三軸數(shù)字加速度傳感器是一款小而薄的低功耗3軸加速度傳感器，分辨率高(13位)，測(cè)量范圍達(dá)± 16g。數(shù)字輸出數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式，可通過RS485接口訪問。它可以在傾斜檢測(cè)應(yīng)用中測(cè)量靜態(tài)重力加速度，還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。其高分辨率(3.9mg/LSB)，能夠測(cè)量不到1.0°的傾斜角度變化。

通過三個(gè)方向的加速度信號(hào)，可以測(cè)試出相對(duì)X、Y、Z三個(gè)方向的角度信號(hào)，可以作為多角度傳感器使用。

通過三個(gè)方向的加速度信號(hào)，可以通過一次積分運(yùn)算得到X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)速度，通過二次積分運(yùn)算得到X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)速度。

該傳感器提供多種特殊檢測(cè)功能?；顒?dòng)和非活動(dòng)檢測(cè)功能通過比較任意軸上的加速度與用戶設(shè)置的閾值來檢測(cè)有無運(yùn)動(dòng)發(fā)生。敲擊檢測(cè)功能可以檢測(cè)任意方向的單振和雙振動(dòng)作。自由落體檢測(cè)功能可以檢測(cè)器件是否正在掉落。這些功能可以獨(dú)立設(shè)置。集成式存儲(chǔ)器管理系統(tǒng)采用一個(gè)32級(jí)*先出(FIFO)緩沖器，可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而將主機(jī)處理器負(fù)荷降至，并降低整體系統(tǒng)功耗。低功耗模式支持基于運(yùn)動(dòng)的智能電源管理，從而以極低的功耗進(jìn)行閾值感測(cè)和運(yùn)動(dòng)加速度測(cè)量。

主要技術(shù)指標(biāo)

1.測(cè)量方向：空間三軸向（X、Y、Z）。

2.測(cè)量范圍：±16g。分辨率：0.0039g

3.分辨率：13位（3.9 mg/LSB)。

4.非線性度：±0.5%。

5.跨軸靈敏度：1%。

6.0g偏移：X、Y軸：±150mg；Z軸：±250mg。

7.0g偏移與溫度的關(guān)系：X、Y軸：±0.4mg/℃；Z軸：±0.8mg/℃。

8.噪聲（采樣速率100Hz）：X、Y軸：2.9mg有效值；Z軸：4.2mg有效值。

9.可選帶寬：輸出數(shù)據(jù)速率3200 (Hz)；帶寬1600(Hz)

10.數(shù)字濾波器：具有低通數(shù)字濾波功能，數(shù)字濾波器上限頻率由采樣速率的選擇自動(dòng)完成。

11.嵌入式存儲(chǔ)器管理系統(tǒng)采用FIFO技術(shù)，可存儲(chǔ)32級(jí)數(shù)據(jù)。

12.具有單振/雙振檢測(cè)功能。

13.具有活動(dòng)/非活動(dòng)監(jiān)控功能。

14.具有自由落體檢測(cè)功能。

15.電源電壓范圍：4.5 V至5.5 V。

16.RS485數(shù)字接口。波特率38400bit/s。

17.寬溫度范圍:-40°C至+85℃。

18.抗沖擊能力：10,000 g

所有數(shù)字傳感器采樣的數(shù)據(jù)在時(shí)間軸上都是連續(xù)的，無論是計(jì)算數(shù)據(jù)還是輸出數(shù)據(jù)，都不影響采樣數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

多數(shù)數(shù)字傳感器有“單次測(cè)量"功能，可以讀取被叫時(shí)的瞬時(shí)值。

數(shù)字加速度傳感器BZ1803-01

1、簡(jiǎn)介

BZ1803-01數(shù)字傳感器是測(cè)量振動(dòng)加速度的智能傳感器。在空間三個(gè)方向（X軸、Y軸、Z軸）上可以同時(shí)獲得加速度數(shù)據(jù)。

BZ1803-01數(shù)字傳感器有多種數(shù)據(jù)分析功能，計(jì)算并輸出加速度的平均值、方差、均方根值、峰值、峭度、脈沖因子、波形因子、裕度因子、重心頻率、均方頻率。

三種硬件接口：RS232TTL電平、RS485、433MHz無線通訊。

可設(shè)置傳感器參數(shù)，例如采樣速率、數(shù)據(jù)輸出方式、參數(shù)調(diào)整等。

BZ1803-01數(shù)字傳感器適合旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)測(cè)量和故障診斷。例如滾動(dòng)軸承的故障診斷。BZ1803-01數(shù)字傳感器可成為許多智能系統(tǒng)的終端設(shè)備，例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等。

2、BZ1803-01數(shù)字傳感器產(chǎn)品圖片。

433MHz無線通訊傳感器圖片。

外殼尺寸68mm*25mm*15mm，底座尺寸83mm*25mm。

外形尺寸81mm*50mm*20mm。

RS485接口傳感器圖片。

外形尺寸Φ42mm*23mm。

3、BZ1803-01數(shù)字傳感器主要技術(shù)指標(biāo)如下：

1.測(cè)量方向：空間三軸向（X、Y、Z）。

2.測(cè)量范圍：瞬時(shí)值：±16g。

通過“單次測(cè)量"指令測(cè)量加速度的瞬時(shí)值。數(shù)據(jù)的十進(jìn)制與十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換如下表所示：

3.分辨率：瞬時(shí)值：13位（3.9 mg/LSB)。

4.分析數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)按512點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算，去掉直流分量，輸出平均值（包含直流分量）、方差、均方根、峰值、峭度因子、脈沖因子、波形因子、裕度因子、重心頻率、均方頻率。

分析數(shù)據(jù)的表示方法、數(shù)據(jù)分辨率和物理量綱見下表：

為了提高數(shù)據(jù)的分析精度，部分分析數(shù)據(jù)中擴(kuò)大了數(shù)據(jù)的倍數(shù)。

5.可選帶寬：通過軟件選擇不同的采樣速率和信號(hào)帶寬。

6.非線性度：±0.5%。

7.跨軸靈敏度：1%。

8.0g偏移：X、Y軸：±150mg；Z軸：±250mg。

9.噪聲（采樣速率100Hz）：X、Y軸：2.9mg有效值；Z軸：4.2mg有效值。

10.數(shù)字濾波器：具有低通數(shù)字濾波功能，數(shù)字濾波器上限頻率由采樣速率的選擇自動(dòng)完成。

11.抗沖擊能力：10000g。

12.溫度范圍:-40℃至+85℃。

13.輸出接口（可選）：RS232TTL電平、RS485,433MHz無線數(shù)字接口。

14.波特率（可選）：115200bit/s。

15.通訊總線模式：主從模式。傳感器為從機(jī)。

16.從機(jī)通訊地址：00H～feH。00H為廣播地址。

17.無線通訊距離：<500m。

18.電源電壓范圍：4.5VDC至5.5VDC。

19.密封等級(jí)：IP56。

20.重量：<0.2kg。

21.外形尺寸：見圖。

22.安裝方式：螺釘安裝。

4、BZ1803-01數(shù)字傳感器使用方法。

BZ1803-01數(shù)字傳感器的正確使用，可以達(dá)到更好的測(cè)量效果。

傳感器的接線。

對(duì)于無線傳輸?shù)膫鞲衅?，連接2芯屏蔽電纜，每芯截面積大于0.2mm²，用于電源供電，屏蔽層接電源地。

對(duì)于RS485口傳輸?shù)膫鞲衅鳎B接4芯屏蔽電纜，每芯截面積大于0.2mm²。2芯用于電源供電，2芯用于RS485通訊，屏蔽層接電源地。

單次測(cè)量數(shù)據(jù)。

單次測(cè)量數(shù)據(jù)是傳感器每接收一次指令，發(fā)送一組當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是X軸、Y軸、Z軸加速度瞬時(shí)值。

讀一組分析數(shù)據(jù)。

發(fā)送“讀一組分析數(shù)據(jù)"指令，開始啟動(dòng)數(shù)據(jù)的采樣和分析，經(jīng)過一段時(shí)間間隔返回一組分析數(shù)據(jù)。由此開始，傳感器在后臺(tái)連續(xù)采集并分析數(shù)據(jù)，將分析結(jié)果保存到數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)，當(dāng)新的分析結(jié)果完成后，將覆蓋前一次的分析結(jié)果，直到傳感器接收到“停止測(cè)量"指令才會(huì)停止并進(jìn)入等待狀態(tài)。需要繼續(xù)讀分析數(shù)據(jù)時(shí)，再次發(fā)送“讀一組分析數(shù)據(jù)"指令，傳感器立即將當(dāng)前的分析結(jié)果輸出。如果兩次發(fā)送“讀一組分析數(shù)據(jù)"指令的時(shí)間間隔小于規(guī)定的時(shí)間間隔，讀取的分析結(jié)果是重復(fù)的，如果兩次發(fā)送“讀一組分析數(shù)據(jù)"指令的時(shí)間間隔大于規(guī)定的時(shí)間間隔兩倍，將會(huì)丟失一次分析數(shù)據(jù)，讀取的是當(dāng)前的分析結(jié)果。

傳感器實(shí)現(xiàn)采樣、分析、數(shù)據(jù)輸出同步進(jìn)行，互不影響，保證采樣數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

分析數(shù)據(jù)按512點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算，去掉直流分量，輸出平均值（包含直流分量）、方差、均方根、峰值、峭度因子、脈沖因子、波形因子、裕度因子、重心頻率、均方頻率。

微小振動(dòng)和噪聲的處理。在無振動(dòng)信號(hào)時(shí)，為了消除微小振動(dòng)和噪聲的影響，設(shè)置了最小振動(dòng)閾值。當(dāng)峰值小于0.2g時(shí)，平均值（包含直流分量）正常輸出，其它分析結(jié)果均為零。

平均值的處理。傳感器輸出的平均值由3個(gè)因素疊加組成：1、傳感器在三軸上測(cè)得的重力加速度分量，±1g，與一般振動(dòng)信號(hào)相比其值較大；2、采樣信號(hào)攜帶的直流分量，在振動(dòng)測(cè)量中其值很小，分析點(diǎn)數(shù)越多其值越小，甚至可以忽略；3、傳感器在生產(chǎn)時(shí)存在的靜態(tài)偏移，其值很小且不隨時(shí)間變化。傳感器安裝完成后，1和3值的疊加是固定常數(shù)，可以在沒有振動(dòng)的情況下采集平均值，備份在計(jì)算機(jī)中，用以抵消正常測(cè)量時(shí)的平均值。

連續(xù)讀分析數(shù)據(jù)。

啟動(dòng)分析數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送“連續(xù)讀分析數(shù)據(jù)"指令，經(jīng)過一段時(shí)間間隔返回一組分析數(shù)據(jù)，以后不需要發(fā)送指令，分析數(shù)據(jù)源源不斷的輸出。

一組分析數(shù)據(jù)完成后，輸出分析結(jié)果，繼續(xù)進(jìn)行下一組數(shù)據(jù)分析，再輸出分析結(jié)果，直至無窮。兩組采樣數(shù)據(jù)之間無斷點(diǎn)。兩組分析數(shù)據(jù)輸出的時(shí)間間隔與設(shè)置的采樣速率有關(guān)，見下表：

停止測(cè)量數(shù)據(jù)

發(fā)送“停止測(cè)量"指令后，傳感器停止輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)入等待狀態(tài)。

5、應(yīng)用實(shí)例。

1.某臺(tái)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞試驗(yàn)。

某臺(tái)設(shè)備是一個(gè)以轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤為核心的機(jī)械旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，需要對(duì)其進(jìn)行5年以上的不間斷轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞試驗(yàn)。

選用2只BZ1803-01數(shù)字傳感器，對(duì)稱安裝在圓盤的兩面，測(cè)量圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在XYZ三個(gè)方向的加速度方差、均方根、峰值、峭度因子、脈沖因子、波形因子、裕度因子、重心頻率、均方頻率。

傳感器選擇433MHz無線通訊，通訊速率115200bit/s。電源用5VDC供電，電源的正負(fù)極用滑環(huán)與兩只傳感器連接。計(jì)算機(jī)通過USB口連接一個(gè)無線通訊模塊，作為主機(jī)與傳感器進(jìn)行通訊。兩只傳感器設(shè)置不同的地址，作為從機(jī)使用。

計(jì)算機(jī)通過廣播功能同時(shí)啟動(dòng)兩只傳感器連續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)，兩只傳感器不間斷的進(jìn)行采樣和分析數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)分析的時(shí)間間隔，先后讀取兩只傳感器的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)讀取數(shù)據(jù)與傳感器的采樣和分析同步進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)在時(shí)間上的連續(xù)性。

2.大型電力變壓器振動(dòng)測(cè)量。

大型電力變壓器在工作時(shí)，電磁能量轉(zhuǎn)換會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)值超范圍會(huì)影響變壓器的正常運(yùn)行。

選擇BZ1803-01數(shù)字傳感器監(jiān)測(cè)電力變壓器在XYZ三個(gè)方向的振動(dòng)加速度有效值、峰值。

傳感器選擇RS485接口，通訊速率9600bit/s。電源用5VDC供電。計(jì)算機(jī)通過USB口連接一個(gè)USB轉(zhuǎn)RS485模塊，作為主機(jī)與傳感器進(jìn)行通訊。多只傳感器設(shè)置不同的地址，作為從機(jī)使用。

由于大型電力變壓器的電磁輻射很強(qiáng)，傳感器通過磁力吸座與變壓器機(jī)械連接，傳感器的殼體與變壓器的殼體絕緣。使用效果良好

3.滾動(dòng)軸承的故障診斷。

BZ1803-01數(shù)字傳感器輸出的加速度方差、均方根、峰值、峭度因子、脈沖因子、波形因子、裕度因子、重心頻率、均方頻率這些數(shù)據(jù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承的故障診斷而言，數(shù)據(jù)分析代替了圖形分析，簡(jiǎn)化了故障診斷的復(fù)雜性。這方面的內(nèi)容請(qǐng)參閱有關(guān)文章。