(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210525675.2 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 珠海格力电器股份有限公司 地址 519000 广东省珠海市前山金鸡西路 (72)发明人 徐强　梁治华　熊伟　谭丽珠　 李裕　王春芳　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 郑越 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01D 18/00(2006.01) G06F 17/15(2006.01) (54)发明名称 多功能数据分析仪及多功能数据分析仪的 校准方法 (57)摘要 本发明公开了一种多功能数据分析仪及多 功能数据分析仪的校准方法， 该多功能数据分析 仪包括： 若干采集模块， 所述采集模块包括接入 端口、 加速度采集电路、 速度采集电路以及位移 采集电路。 如此设置， 可 以用加速度传感器的数 据直接得到加速度、 速度和位移三种数据， 从而 简化硬件布线， 大大降低生产成本。 并且， 使用电 路硬件积分能够对加速度模拟量进行一次积分 和二次积分得到速度模拟量和位移模拟量， 再对 三个模拟量 分别使用A/D转换产生的误差仅仅是 A/D转换带来的可控误差， 从而提高了数据的精 确度。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114812688 A 2022.07.29 CN 114812688 A 1.一种多功能数据分析仪， 其特 征在于， 包括： 若干采集模块， 所述采集模块包括接入端 口(1)、 加速度采集电路、 速度采集电路以及 位移采集电路； 所述加速度采集电路包括依次串联的高通滤波电路(3)和第一低通滤波电路(4)， 所述 接入端口(1)的一端适于连接加速度传感器， 所述接入端口(1)的另一端与所述高通滤波电 路(3)连接， 所述第一低通滤波电路(4)的一端与所述高通滤波电路(3)连接后， 所述第一低 通滤波电路(4)的另一端与加 速度输出端口(5)连接， 所述加 速度输出端口(5)适于输出加 速度数据； 所述速度采集电路包括依次串联的第二低通滤波电路(6)和一次积分电路(7)， 所述第 二低通滤波电路(6)的一端连接在所述高通滤波电路(3)和所述第一低通滤波电路(4)之 间， 所述一次积分电路(7)的一端与所述第二低通滤波电路(6)连接后， 所述一次积分电路 (7)的另一端与速度输出端口(9)连接， 所述速度输出端口(9)适于 输出速度数据； 所述位移采集电路包括二次积分电路(8)， 所述二次积分电路(8)的一端连接在所述一 次积分电路(7)和所述速度输出端口(9)之间， 所述二次积分电路(8)的另一端与位移输出 端口(10)连接， 所述 位移输出端口(10)适于 输出位移数据。 2.根据权利要求1所述的多功能数据分析仪， 其特 征在于， 还 包括： 恒流源驱动电路(2)， 所述恒流源驱动电路(2)的一端与驱动电源连接， 所述恒流源驱 动电路(2)的另一端连接在所述接入端口(1)和所述高通滤波电路(3)之间。 3.根据权利要求1或2所述的多功能数据分析仪， 其特征在于， 所述高通滤波电路(3)为 10KHZ高通滤波电路(3)； 和/或， 所述第一低通滤波电路(4)为5KHZ低通滤波电路； 和/或， 所 述第二低通滤波电路(6)为1KHZ低通滤波电路。 4.一种多功能数据分析仪的校准方法， 其特征在于， 应用于上述权利要求1至3任一项 所述的多功能数据分析仪， 该校准方法包括硬件校准方法， 所述硬件校准方法包括以下步 骤： 在获取到加速度数据、 速度数据、 位移数据之后， 将信号发生器的正极与接入端口(1) 的正极连接， 将所述信号发生器的负极与所述接入端口(1)的负极连接； 再将标准数据线的输出端接在所述信号发生器的正极与所述接入端口(1)的正极之 间， 连接完成后， 启动信号 发生器进 行硬件增益校准； 所述标准数据线用于输送标准数据信 号。 5.根据权利要求4所述的校准方法， 其特征在于， 所述启动信号发生器进行硬件增益校 准， 包括： (1)写寄存器0x10 00＝0x55AA， 允许修改校准 参数； (2)接入校准数据信号到 接入端口(1)的正极， 等校准数据信号读数 稳定； (3)读取加速度RMS  ADC值， 写寄存器0x0054 ‑0x0054， 其中， 设置有2个寄存器， 4个字 节， 浮点数； (4)通过公式计算加速度增益系数GAI N， 浮点数； 公式： Y＝(RMS_ADC /X)*GAIN； GAIN＝(Y*X)/(RMS_ADC)； 其中， Y是标准数据信号对应的加速度单峰值， RMS_ADC是加速度RMSADC值， X表示传感 器灵敏度；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114812688 A 2(5)将GAI N写入加速度增益寄存器， 0x10 3E‑0x103F。 6.根据权利要求4或5所述的校准方法， 其特征在于， 还包括软件校准方法， 所述软件校 准方法包括以下步骤： 将所述加速度数据、 所述速度数据、 所述位移数据输入上位机， 并将所述加速度数据、 所述速度数据、 所述 位移数据分别与标准数据进行对比； 当所述加速度 数据与所述标准数据中的标准加速度 数据不同时， 对所述加速度 数据进 行去除趋势项的操作； 当所述速度数据与所述标准数据中的标准速度数据不同时， 对所述 速度数据进行去除趋势项的操作； 当所述位移数据与所述标准数据中的标准位移数据不同 时， 对所述 位移数据进行去除趋势项的操作。 7.根据权利要求6所述的校准方法， 其特征在于， 所述对所述位移数据进行去除趋势项 的操作， 包括： 设需要去除的趋势项为离 散信号， 设定采样时间； 利用多次多 项式函数对离 散信号进行拟合； 确定所述多次多项式函数中的待定系数， 使离散信号与 所述多次多项式函数的偏差平 方和最小。 8.根据权利要求7 所述的校准方法， 其特 征在于， 包括： 设需要去除的所述趋势项为离散信号{xi}， (i＝0,1,2,...n ‑1)， 所述采样时间为Δt， 利用m次多 项式函数对{xi}进行拟合； 所述m次多 项式函数： 确定函数待定系数c0,c1,c2...,cm， 使ti＝iΔt时， 与x(i)的偏差平方和最小， 即 ε取 最小值， 其中， 9.根据权利要求6或7所述的校准方法， 其特征在于， 还包括自适应归零算法， 所述适应 归零算法包括： 部署加速度传感器后， 不 运行被测设备， 开启所述多功能数据分析仪； 开启预设时长后， 通过看门狗获取所述预设时长内的环境振动信号， 每隔一段时间判 断所述环境振动信号是否平稳； 若所述环境振动信号在预设时长内平稳， 则屏蔽相应频率点， 通过采集模块采集数据 得到正式信号。 10.根据权利要求9所述的校准方法， 其特 征在于， 所述 适应归零 算法还包括： 若所述环境振动信号在预设时长内不平稳， 则提取相应频率变化区间进行滤波， 得到 正式信号。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114812688 A 3