阅读说明：本技术 加速度信号的测量转换装置及其方法 (Measuring and converting device and method for acceleration signal ) 是由 胡大硕 梁天骄 于 2018-07-11 设计创作，主要内容包括：一种加速度信号的测量转换装置,用以将加速度信号从局部坐标系转换到全局坐标系,所述测量转换装置包括处理部件,所述处理部件包括处理器、显示模块、校准模块以及电源模块；所述测量转换装置还包括具有内置陀螺仪的测量块以及连接所述测量块与所述处理部件以给所述陀螺仪进行供电以及传输陀螺仪方位信号的连接线,其中所述测量块可深入狭小空间处测量加速度计空间角度,并将采集到的信号传输给所述处理器；所述处理器将采集的信号结果转换后,通过显示模块显示为四元数。本发明还涉及一种加速度信号的测量转换方法。(A measurement conversion device of an acceleration signal is used for converting the acceleration signal from a local coordinate system to a global coordinate system, and comprises a processing component, wherein the processing component comprises a processor, a display module, a calibration module and a power supply module; the measurement conversion device also comprises a measurement block with a built-in gyroscope and a connecting wire which is connected with the measurement block and the processing component to supply power to the gyroscope and transmit a gyroscope orientation signal, wherein the measurement block can go deep into a narrow space to measure the spatial angle of the accelerometer and transmit the acquired signal to the processor; and the processor converts the acquired signal result and displays the converted signal result as a quaternion through the display module. The invention also relates to a measurement conversion method of the acceleration signal.)

加速度信号的测量转换装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种加速度信号的测量转换装置及其方法，属于发动机试验以及排气系统技术领域。

背景技术

在发动机耐久实验时，需要采集到整车坐标系下的加速度信号，作为后续分析的关键输入。发动机和排气系统零件表面不规则，且发动机舱内空间狭小，一般很难将加速度计基于整车坐标系布置。

目前，用角度尺测量的方法，难以在狭小空间内应用，并且测量精度低，难以满足要求。即使后续通过三角关系换算坐标系，在计算上也极其繁琐。

因此，需要一个能在狭小空间测量加速度计空间角度的装置，并能够将测量结果和LMS数据处理软件对接，以便快速地完成加速度信号从局部坐标系系到整车坐标系的转换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对加速度信号到整车坐标系快速换算的加速度信号的测量转换装置及其方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种加速度信号的测量转换装置，用以将加速度信号从局部坐标系转换到全局坐标系，所述测量转换装置包括处理部件，所述处理部件包括处理器、显示模块、校准模块以及电源模块；所述测量转换装置还包括具有内置陀螺仪的测量块以及连接所述测量块与所述处理部件以给所述陀螺仪进行供电以及传输陀螺仪方位信号的连接线，其中所述测量块可深入狭小空间处测量加速度计空间角度，并将采集到的信号传输给所述处理器；所述处理器将采集的信号结果转换后，通过显示模块显示为四元数。

作为本发明进一步改进的技术方案，在测量之前，所述校准模块将所述测量块于整车坐标系下校准归零。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述校准模块为校准按键。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述电源模块包括可充电的锂电池，所述锂电池通过直流电转换器转换之后给所述陀螺仪供电。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述陀螺仪通过通信接口与所述处理器实现通讯。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述显示模块为LCD显示。

本发明还涉及一种加速度信号的测量转换方法，用以将加速度信号从局部坐标系转换到全局坐标系，所述加速度信号的测量转换方法包括如下步骤：

S1：将测量块于整车坐标系下校准归零；

S2：在样件上布置速度计，并用测量块测量空间角度，所述测量块内置陀螺仪，并将采集到的信号通过通信接口传输给处理器；

S3：所述处理器将测量的电信号结果转换后，通过显示模块显示为四元数；

S4：将四元数测量结果输入计算工具，利用四元数计算方法进行换算，得到加速度信号从局部坐标系系到整车坐标系的换算关系；

S5：将换算关系导入噪声振动分析软件进行加速度信号的后处理。

相较于现有技术，本发明利用陀螺仪读取四元数作为加速度计的空间角度信息，实现了从局部坐标系到整车坐标系的加速度信号的快速换算。

附图说明

图1是本发明加速度信号的测量转换装置的示意图。

图2是本发明加速度信号的测量转换装置的原理图。

具体实施方式

请参图1及图2所示，本发明揭示了一种加速度信号的测量转换装置100，用以将加速度信号从局部坐标系转换到全局坐标系。所述测量转换装置100包括处理部件1、具有内置陀螺仪21的测量块2以及连接所述测量块2与所述处理部件1以给所述陀螺仪21进行供电以及传输陀螺仪方位信号的连接线3。所述处理部件1包括处理器11、显示模块12、校准模块13以及电源模块14。

所述测量块2可深入狭小空间处测量加速度计空间角度，并将采集到的信号传输给所述处理器11；所述处理器11将采集的信号结果转换后，通过显示模块12显示为四元数。

在测量之前，所述校准模块13将所述测量块2于整车坐标系下校准归零。

在本发明图示的实施方式中，所述校准模块13为校准按键。

所述电源模块14包括可充电的锂电池，所述锂电池通过直流电转换器141转换之后给所述陀螺仪21供电。

所述陀螺仪21通过通信接口111与所述处理器11实现通讯。

在本发明图示的实施方式中，所述显示模块12为LCD显示。

本发明还揭示了一种加速度信号的测量转换方法，用以将加速度信号从局部坐标系转换到全局坐标系，所述加速度信号的测量转换方法包括如下步骤：

S1：将测量块2于整车坐标系下校准归零；

S2：在样件上布置速度计，并用测量块测量空间角度，所述测量块内置陀螺仪21，并将采集到的信号通过通信接口111传输给处理器11；

S3：所述处理器11将测量的电信号结果转换后，通过显示模块12显示为四元数；

S4：将四元数测量结果输入计算工具，利用四元数计算方法进行换算，得到加速度信号从局部坐标系系到整车坐标系的换算关系；

S5：将换算关系导入噪声振动分析软件(LMS软件)进行加速度信号的后处理。

相较于现有技术，本发明解决了在发动机试验过程中，对加速计空间角度的精确测量，实现了加速度信号到整车坐标系的快速换算。

另外，以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。