振动信号检测系统的设计1
便携式多通道振动信号分析仪数采模块设计
Ｚ ＨＡＮＧ Ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｚ ＨＡＯ Ｈｕ ｉ — ｃ ｈ ａ ｎ ｇ， Ｓ ＨＩ Ｘｉ ａ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ： 基 于 旋 转机 械 设备 振 动 检 测 的 便 携 性 并 兼 顾 多路 信 号 同步 采 样 的 需 求 ． 设 计 了一套 多通 道 且 实 时性 较 好 的振 动 信 号 分 析 仪 。对 分 析 仪 系统 构 架及 数 据 采 集 原 理 作 了详 细说 明 。数 据 采 集单 元 采 用处 理 器Ｌ Ｐ ｃ１ ７ ６ ８ 和Ａ Ｄ器件 Ａ ＤＳ ８ ３ ６ ５ 为 主要 器件 ． 对Ａ Ｄ电路 、 处 理 器
关 键词 ： 振动信号 ； 多通 道 ； 故 障诊 断 ； 嵌入 式 中 图分 类号 ： Ｔ Ｎ９ １ １ ． ７ 文 献标 志码 ： Ａ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｐｏ ｒ ｔ ａ ｂｌ ｅ Ｍ ｕｌ ｔ ｉ －ｃ ｈａ ｎ ｎｅ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｖｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ Ｄａ ｔ ａ Ａｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ － ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｄ ｕｌ ｅ
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ９ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ． ０ ０ １ ５ — ０ ４
便 携 式 多通 道 振 动信 号 分 析仪 数 采模 块设 计
振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验
振动传感器性能测试及振动测试系统建模与性能分析实验一、 实验目的1. 了解各类型振动传感器的工作原理、掌握压阻式加速度传感器的动态校准过程。
2. 掌握正弦、随机振动控制的基本过程，能够根据实际情况合理设计校准过程中的参考谱。
3. 掌握振动传感器的动态校准方法并能计算出振动传感器的各项动态特性指标。
4. 了解振动测试系统的组成，掌握振动测试系统的建模方法5. 对于测试后未达到设计指标的系统，应当能够设计出动态补偿滤波器以补偿系统的动态特性。
二、实验系统组成振动测试系统由两部分组成，一部分是振动控制系统，另外一部分就是远程数据采集、处理系统。
实验系统中，振动控制系统的振动台按照预先设定的参考谱进行振动。
标准传感器和被校传感器感受相同的振动，经过相应的变送器或放大器输出的电压信号送入数据采集系统，实验工作站（包括实验者开发的数据处理软件）通过网络中的服务器获得所采集的数字信号，进行后续的动态校准、建模与性能分析工作，如图1所示。
● ● ● ● ●●实验工作站（数据处理软件）图1 振动测试系统动态校准、建模与性能分析三、实验系统工作原理1、振动控制系统工作原理振动控制系统中的振动台产生动态校准、动态测试所需的标准振动信号。
振动控制系统由振动控制仪、功率放大器、振动台和反馈传感器构成，目的是使振动台按照预先设定的参考谱进行振动。
振动控制仪安装在工控机中，振动控制信号从工控机发出，经过功率放大器对控制信号进行放大，驱动振动台振动。
而振动台的振动情况由安装在台面中心的反馈传感器获取，经过电荷放大器传送至工控机中的振动控制仪，从而形成闭环控制使振动台能够按照设定参考谱进行振动。
在振动台的夹具台面上采用背靠背方式安装标准传感器与被校传感器，这样保证了它们感受的是相同的振动信号，通过采集两个传感器的输出并将其送入实验工作站，参与实验的人员就可以在远程计算机上进行振动传感器的校准、建模及性能分析了。
2 数据采集系统工作原理数据采集系统配有NI公司的数字化仪（PXI－5122），可以实现双通道信号的同步采样。
基于单片机的震动信号检测系统设计
基于单片机的震动信号检测系统设计一、引言震动信号检测系统广泛应用于物体振动安全监测、结构健康监测和工艺过程监测等领域。
本文将介绍一种基于单片机的震动信号检测系统设计方案，包括硬件设计和软件设计。
二、硬件设计硬件设计主要包括传感器模块、信号处理模块和显示模块。
1.传感器模块采用加速度传感器作为震动信号的采集器，通过测量物体的加速度变化来检测震动信号。
加速度传感器将震动信号转换成电信号，然后送到下一级的信号处理模块。
2.信号处理模块信号处理模块主要用来对采集到的电信号进行处理和分析。
首先，通过一个运放电路对电信号进行放大，增加信号的幅值。
然后，通过一个滤波器对信号进行滤波，去除高频噪声和低频干扰。
最后，对信号进行AD转换，将模拟信号转换成数字信号，并将其送到下一级的单片机。
3.单片机模块单片机模块主要用来对数字信号进行处理和分析。
首先，单片机需要设置一个合适的阈值来判断是否有震动发生。
当数字信号超过设定的阈值时，单片机会触发震动事件，并进行后续处理。
根据需求可以设置震动事件的报警方式，如通过蜂鸣器发出声音或者通过LCD显示屏显示相关信息。
4.显示模块显示模块可以通过LCD显示屏来显示当前的监测结果和相关信息。
通过显示模块，用户可以直观地了解当前的监测状态，以及震动的强度和发生的时间。
三、软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和通信协议设计。
1.单片机程序设计单片机程序设计主要包括设置阈值、触发震动事件、处理震动事件和显示相关信息等功能。
首先，需要设置一个合适的阈值来判断是否触发震动事件。
当触发震动事件后，单片机需要进行相关处理，如记录震动的发生时间和强度，并进行相应的报警操作。
最后，将处理结果通过显示模块显示出来，方便用户查看。
2.通信协议设计通信协议设计是将震动信号检测系统与上位机或其他外部设备进行连接的重要一部分。
通过通信协议，可以实现数据的传输和控制命令的下发。
可以采用串口通信方式，通过串口将数据传输到上位机，并实现数据的实时显示和保存。
振动监测方案
振动监测方案引言在工业生产和设备运行中，振动是一个重要的参数，可以用来监测设备的健康状况和预测故障。
通过对振动信号的监测和分析，可以提前发现并预防潜在的设备故障，避免产生不必要的损失和停机时间。
本文将介绍一种基于振动监测的方案，并说明其在工业领域中的应用。
方案概述振动监测方案是通过安装振动传感器来采集设备的振动信号，并通过数据处理和分析来监测设备的工作状态。
振动传感器可以安装在设备的关键部位，例如轴承和齿轮箱等，以获取准确的振动信息。
方案的基本步骤如下：1.安装振动传感器：振动传感器应根据设备的具体情况和振动特征来选取合适的位置和方式进行安装。
传感器的数量和布置应能覆盖到设备的关键部位，并保证传感器与设备之间的密切接触。
2.采集振动数据：通过振动传感器采集设备的振动数据，包括振动的加速度、速度和位移等参数。
采集的数据可以通过有线或无线方式传输到数据处理系统。
3.数据预处理：采集到的原始数据可能会受到设备自身振动或环境噪声的影响，需要进行预处理以提取设备的振动特征。
常用的预处理方法包括滤波、傅里叶变换和特征提取等。
4.振动信号分析：对预处理后的数据进行振动信号分析，可以使用各种算法和技术来提取振动信号的频域、时域和幅度等特征。
常用的分析方法包括谱分析、波形分析和包络分析等。
5.异常检测与预警：根据分析结果，判断设备的工作状态是否正常，并给出相应的异常检测和预警。
可以使用阈值、模式识别和机器学习等方法来实现异常检测和预警功能。
6.故障诊断与维修：当设备出现故障时，通过对振动信号的分析和比较，可以确定具体的故障类型和原因，并采取相应的维修措施。
故障诊断和维修可以通过建立故障数据库和专家系统等方式来支持。
应用案例振动监测方案在工业领域中有着广泛的应用，以下是一些典型的案例：1.电机故障监测：通过安装振动传感器在电机上，可以监测电机的运行状况和健康状态。
当电机发生故障时，例如轴承磨损或不平衡，会产生异常的振动信号，通过对振动信号的分析可以及时发现并进行维修。
风力发电机振动在线监测系统
风力发电机振动在线监测系统风力发电机是将风能转换成电能的设备,风能通过叶轮带动主轴、增速箱、发电机组转换成电能。
发电机组的状态监测和故障预测、诊断是目前风力发电机设备维修、维护管理的主要手段,其状态监测的方法很多,主要有力、位移、振动、噪声、温度、压力等监测。
由于振动引起的机械损坏比率很高,目前在诊断技术上应用最多的是机械振动信号检测, 风力发电机运行状态通常可从振动数据上体现出来,目前国内大型风力发电机组振动监测设备基本上是整机进口,价格昂贵。
为此我们开发了基于加速度传感器MMA7260QT、C8051F350型单片机的振动在线监测系统,具有振动数据实时监测、分析以及超限报警制动等功能。
1 系统整体设计风力发电机故障诊断的基本方法是时域监测、频域分析诊断,核心思想是利用加速度传感器检测振动情况,由计算机对振动数据进行采样、滤波,提取有效振动频带内的信号,通过分析有效频带内的峰值振动频率来判断风机运行是否正常[1]。
采集系统主要包括传感器、电源电路、单片机系统和通讯电路。
图1为系统硬件框图。
振动测量采用MMA7260QT 作为振动传感器,MMA7260QT采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术,并且提供4个量程可选,同时带有低通滤波并已做零g补偿。
芯片提供休眠模式,最低供电电流3μA 。
MMA7260QT的关键组成部分加速度感应单元,利用半导体材料经过刻蚀加工成基于可变电容原理的机械结构。
当芯片受到外力产生加速度时,相当于两个极板之间的发生了相对变化,从而将加速度变化以电容值变化的形式体现出来。
再通过内部电路将电容转化为电压变化,经过滤波、放大处理后输出。
通过引脚1 、2 的输入搭配,可实现对加速度范围和灵敏度的选择。
1.2 单片机系统C8051F350是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU,具有高速、低功耗、集成度高、功能强大、体积小巧等优点,其内部有一个全差分24位A/D转换器,该转换器具有在片内校准功能。
风电机组振动检测系统设计及实施方案
风电机组振动检测系统设计及实施方案田伟峰，马王禹泽，张新荣（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）［摘要］本文设计了一套风力发电机组振动检测系统，实现了机组振动信号的采集、存储和分析，并将该系统安装至某风电场的机组中进行了测试验证，检测系统能够满足机组振动信号采集的需要，应用效果良好。
［关键词］风电机组检测系统；检测系统设计；测点布置［中图分类号］TV731［文献标识码］B［文章编号］1002—0624（2020）08—0008—021检测机组概况风能是地球上最古老、最重要的能源之一。
随着风力发电技术的广泛应用，与之相关的机组振动、故障检测及设备维护等问题得到了高度重视，尤其是风电场投产运行之后，如何保证风电机组安全运行已经成为风力发电领域的核心问题。
为了查明机组振动产生的原因，首先要获取机组振动信号数据。
文中设计了一套风力发电机组振动检测系统，实现了振动信号的采集及存储，并将该系统安装至某风电场的机组中进行了测试。
某风电场安装了20台G58-850型风力发电机组。
选取不同运行状态下的F-05、F-10、F-16号机组作为系统测试对象，进行测试结果对比。
F-10号机组在测试前一天维修中没有异常发生，机组正常运行；F-16号机组在测试前一天维护发现机组“异常”，现场检测发现机舱后端噪声增强；F-05号机组在测试前一天维修中存在异常振动、噪声。
2风力发电机组振动检测系统设计风力发电机组振动检测系统设计原则如下：首先，完整的振动检测系统由硬件、软件及诊断人员三部分组成，如图1所示。
其次，系统能够实现数据存储及实时数据分析。
最后，软件系统既要接受硬件的数据，实时显示波形数据、测量结果，又要发送命令对硬件系统的采集方式、放大倍数等参数进行控制。
图1振动检测系统设计基本框图依据振动检测系统设计原则设计总体框图，如图2所示。
图2系统总体框图振动检测系统共包括3个模块：振动检测模块、PC机配置模块和数据分析模块。
基于LabVIEW的震动信号时频域分析系统设计
基于LabVIEW的震动信号时频域分析系统设计以地下爆炸产生的震动信号为研究对象，基于LabVIEW软件，主要设计软件模块完成信号时域、频域、时频域分析。
整个软件采用自顶向下集成的模块化编程思路，大大提高了软件的执行效率和可扩展性。
测试表明，该软件系统可以很好的应用于震动信号分析方面。
标签：震动信号；时频域分析；系统设计在实际震动测试试验中，获取的震动信号属于非平稳信号。
直接些信号进行观察分析往往不能满足们的需求，很多信号的特征也不能直观的被显示出来。
因此，对信号进行时频域分析则成了研究的重点课题。
时域分析可以直观的给出信号在时域的特征，频域分析可以给出信号在频域的特征，时频域联合分析可以从图中分析信号时域与频域之间的联系。
这些往往对信号的特征提取分析有着重要的作用。
在地下采集到的震动信号，往往由于传播介质的复杂性，使其含有大量的噪声信号或者和其他不明成分，对后续震源位置定位有着重要的影响。
因此，文章以LabVIEW为软件开发平台，设计时频域分析模块，对震动信号进行相关的分析，为后续的震源定位提供良好的分析条件。
1 软件整体结构设计设计的软件要良好遵从的界面交互性、软件可移植性、开放性等原则。
文章基于LabVIEW开放平台，其具有计算机强大的图形环境，采用可视化的图形编程语言和平台，跟其他编程语言相比，其具有如下优势：（1）虚拟仪器具有良好的扩展性能，能实时根据需要完成软件的扩展。
（2）由于虚拟仪器测控测试技术，其能与硬件很好连接，工程上经常用硬件开发平台，利用虚拟仪器作为上位机完成相应的项目。
（3）虚拟仪器是强大的图形化语言，可以直观方面的供开发人员开发程序。
设计软件从功能划分为时域分析、频域分析、时频域分析。
时域分析又包括滤波功能，频域分析包括FFT功能，时频域分析包括小波去噪功能。
2 软件详细功能设计2.1 时域分析时域分析是主要是根据分析信号的特点，有些特点我们不能直观的看出来，因此时域分析要根据信号时间信息来获得相应的特征[1]。
振动信号测试仪采集方案设计与实现
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号
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图 １系 统信 号采 集 实 现 框 图
Ｒ 一２ 的通 信功能 、实时报 警功 能 、Ｆ ７ Ｓ４ ２ Ｆ 变换 及频 谱分析 和 比较 功能 等 。归纳 如下 ： １ ）测 量 、记录 和存 储各 个 测量点 的振 动加 速 度 原始 信 号 ，通 过 开关 进 行 控制 和 选 择 是否 进 行
洪耀球 ’ 香泉 ’ 云华 ，李 ，唐
ＨＯＮＧ Ｙａｏ ｑｉ ａｎｇ ｑｕ Ｔ — ｕ ，ＬＩ Ｘｉ — ａｎ ， ＡＮＧ Ｙｕｎ ｈｕ — ａ
（． １ 景德镇高等专科学校 数学与信息工程系，景德镇 ３ ３ ０ ：２ 中航工业直升机设计研究所，景德镇 ３ ３ ０ ） ３ ００ ． ３ ０ １
相关工作 。
２ 系统硬 件 电路设计
２ １ 电源 电路 ．
外 部输 入 采 用 ２ Ｖ的 机 载 电 源 ， 选 用 了一 款 ８
航 空 机 载 电源 模 块 ：输 入 范 围为 ２ Ｖ－ ０ ４ ３ Ｖ，输 出 为５ Ｖ，输 出功 率 为９８ 。 由 于 系统 需要 ３３ ．Ｗ ．Ｖ、 ２５ ．Ｖ、１８ ．Ｖ工 作 电压 ，电流 要求 低 于 １ Ａ，所 以采 用 工业级 以上 的芯片ＡＳ １ ｌ—．、ＡＳ １一． Ｍ ７３３ ｌ Ｍ１ ７ １ ｌ ８
根 据 某 直升 机 型 号对 振 动 信 号 采 集及 监 测 的 性 能 需 要 ，测 试仪 需 要 实 时监 测 ｌ 路 信号 ，其 中 ８ １ 路 振动 信 号 ，２ 道 的方 位 角信 号 ，以及具 有 ６ 通
器 动 路 集 ｛ 电
口
建处核 ｆＩ构微理 ＦＡ
０ 引言
根 据 直 升 机 上 旋 转 部 件 较 多 ， 振 动 环 境 复 杂 ，振 动水 平 过 高 可能 导 致 驾驶 员的 判读 困难 和 身 体 疲 劳 ， 以及 相 关 结 构 出现 疲 劳 裂 纹 甚 至 断
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信号检测综合训练说明书题目：振动信号检测系统设计学院：电气工程与信息工程学院班级：电子（2）班**: ***学号：********指导老师：***2014.12.07摘要机械在运动时，由于旋转体的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。
机械振动在大多情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。
机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。
另一方面，振动也被利用来完成有用工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。
这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。
在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。
为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械机构振动分析和振动设计，这些都离不开振动测试。
本文在此基础上设计了一种专用的振动信号检测系统，具有功耗低、体积小、精度高等优点。
信号检测的内容要求：通过MCS-51系列单片机设计振动信号检测系统。
要求如下：1 振动信号的特点，选择合适的传感器，并设计相应的检测电路；2 将设计完成的检测电路，通过软件防真验证；3 主要设计指标：可测最大加速度：-5m/s~+5m/s;可测最大速度：-0.16m/s~+0.16m/s；可测最大位移：-5mm~+5mm；通频带：0.05Hz~35Hz；转换精度：8bit；采样频率：128Hz4 利用LCD显示振动信号，有必要的键盘控制。
总体设计方案介绍：本系统由发射电路和接收电路组成。
发射电路主要由加速度传感器构成。
接收电路由单片机最小系统和外部串口以及显示部分模块三部分组成。
硬件电路设计：（1）使用MMA8452加速度传感器和STC89C52单片机来实现。
一.设计目的:了解加速度传感器的工作机理，以及单片机的各种性能；二.设计器材:电源、proteus7.7软件、89C52，MMA8452加速度传感器，导线若干。
三．设计方案介：该系统目的是便于对一些物理量进行监视、控制。
本设计以加速度传感器显示出加速度信号即振动信号，再通过单片机将信号从串口接入电脑显示出来，即完成振动信号的检测功能。
（2）振动传感器的分类1、相对式电动传感器电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。
相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。
2、电涡流式传感器电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。
电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。
3、电感式传感器依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。
因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
4、电容式传感器电容式传感器一般分为两种类型。
即可变间隙式和可变公共面积式。
可变间隙式可以测量直线振动的位移。
可变面积式可以测量扭转振动的角位移。
5、惯性式电动传感器惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。
为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。
根据电磁感应定律，感应电动势为：u=Blx&r 。
式中B为磁通密度，l为线圈在磁场内的有效长度，r x&为线圈在磁场中的相对速度。
从传感器的结构上来说，惯性式电动传感器是一个位移传感器。
然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生，根据电磁感应电律，当线圈在磁场中作相对运动时，所感生的电动势与线圈切割磁力线的速度成正比。
因此就传感器的输出信号来说，感应电动势是同被测振动速度成正比的，所以它实际上是一个速度传感器。
6、压电式传感器压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理，机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。
其原理是某些晶体在一定方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生，这种从机械能（力，变形）到电能（电荷，电场）的变换称为正压电效应。
而从电能（电场，电压）到机械能（变形，力）的变换称为逆压电效应。
因此利用晶体的压电效应，可以制成测力传感器，在振动测量中，由于压电晶体所受的力是惯性质量块的牵连惯性力，所产生的电荷数与加速度大小成正比，所以压电式传感器是加速度传感器。
7、压电式力传感器在振动试验中，除了测量振动，还经常需要测量对试件施加的动态激振力。
压电式力传感器具有频率范围宽、动态范围大、体积小和重量轻等优点，因而获得广泛应用。
压电式力传感器的工作原理是利用压电晶体的压电效应，即压电式力传感器的输出电荷信号与外力成正比。
8、阻抗头阻抗头是一种综合性传感器。
它集压电式力传感器和压电式加速度传感器于一体，其作用是在力传递点测量激振力的同时测量该点的运动响应。
因此阻抗头由两部分组成，一部分是力传感器，另一部分是加速度传感器，它的优点是，保证测量点的响应就是激振点的响应。
使用时将小头（测力端）连向结构，大头（测量加速度）与激振器的施力杆相连。
从“力信号输出端”测量激振力的信号，从“加速度信号输出端”测量加速度的响应信号。
9、电阻应变式传感器电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感元件电阻的变化量。
实现这种机电转换的传感元件有多种形式，其中最常见的是电阻应变式传感器。
电阻应变片的工作原理为：应变片粘贴在某试件上时，试件受力变形，应变片原长变化，从而应变片阻值变化，实验证明，在试件的弹性变化范围内，应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。
10、激光传感器激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。
它由激光器、激光检测器和测量电路组成。
激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等，极适合于工业和实验室的非接触测量应用。
智能加速度传感器的工作原理是：敏感元件将测点的加速度信号转换为相应的电信号，进入前置放大电路，经过信号调理电路改善信号的信噪比，再进行模数转换得到数字信号，最后送入计算机，计算机再进行数据存储和显示。
当传感元件以加速度a运动时，质量块受到一个与加速度方向相反的惯性力作用，发生与加速度成正比a的形变，使悬臂梁也随之产生应力和应变。
该变形被粘贴在悬臂梁上的扩散电阻感受到。
根据硅的压阻效应，扩散电阻的阻值发生与应变成正比的变化，将这个电阻作为电桥的一个桥臂，通过测量电桥输出电压的变化可以完成对加速度的测量采用MMA7455L的IIC模式MMA7455L是一款低重力、串行数据输出（包括IIC和SPI模式）、低功耗、紧凑型电容式微机械加速度传感器，具有信号调理、低通滤波器、温度补偿、自测、可配置通过中断引脚（INT1或INT2）检测0g、以及脉冲检测（用于快速运动检测）等功能。
0g偏置和灵敏度是出厂配置，无需外部器件。
我们可以运用指定的0g寄存器和g-Select量程选择对0g偏置进行校准，量程可通过命令选择3个加速度范围（2g/4g/8g，1g=9.807m/s2）。
可以实现基于运动的功能，如倾斜滚动、游戏控制、按键静音和手持终端的自由落体硬盘驱动保护、门限检测和点击检测功能等。
提供IIC和SPI接口，方便与MCU通讯，因此非常适用于手机或个人设备中的运动运用。
MMA7455L还具备待机模式，使它成为电池供电的手持式电子器件的理想选择。
MMA7455L同时具有如下特性：封装小，LGA-（3mm*5mm*1mm）封装，具备Z 轴自检功能；2.4-3.6V低压操作；可用指定寄存器进行偏移；可编程的阀值中断输出；用于动作识别（撞击、振动、自由落体）的电平检测功能；用于单击和双击识别的脉冲检测功能；在8bit模式下，测量的加速度范围为2g，4g，8g 时，其分辨率分别达到64LSB/g，32LSB/g，16LSB/g。
可耐高强度冲击达5000g，低功耗特性，使其可用于手持电子设备等。
它是由一个表面微机械电容传感元件（g-cell）和一个信号调理ASIC容纳在单一封装中。
g-cell是由半导体材料（多晶硅）使用半导体加工（掩膜和蚀刻）工艺成型的机械结构，它可以建模成连接到一个可移动中心质量块的极板和两块固定极板的组合，质量块得极板可以在两块固定的极板间移动。
当系统给定一个加速度值时，中心质量块所附属的可移动极板则偏离它的静止位置。
这样可移动极板到一边固定板的距离就会增加，到另一边的固定板见间的距离就会减少，距离的班花就是对加速度值得测量。
g-cell极板组成了两个背靠背的电容，当在加速度的作用下中从而引起每个电容值的改变(如图4所示)。
同时ASIC利用开关电容技术测量g-cell的电容并且从两个电容的差别中提取加速度数据。
ASIC再进行型号调理、型号滤波最后提供一个提供一个与加速度成比例的数字输出。
MMA7455L的内部结构图如图5所示，X，Y，Z三轴互相垂直三轴上的加速度值分别由X轴变换器、Y轴变换器、Z轴变换器感知，再经过容压转化器、放大增益、AD转换和各种补偿修正后以数字方式通过SPI或IIC串行接口输出。
图4 简明g-cell物理模型图5 MMA7455L内部结构图综上可知，采用MMA7455L的IIC模式电路相对简单，且预计能获得比较好的效果（3）. 加速度传感器，连接图如下图所示：（4）单片机最小系统单片机的最小系统电路图如图6所示，在此介绍复位电路和时钟电路。
单片机最小系统复位电路：单片机STC89C52最小系统的复位电路由电阻R2，电容C3和复位开关S2组成，其复位端为第9脚。
单片机一上电，由电容电压变化的连续性，端立即变为高点平，实现单片机的上电立即复位功能。
单片机上电后，按下复位上电开关S2后，第9脚的电压由原来的低电平变为高电平，使单片机实现复位操作。
也就是当该端子上保持两个机器周期的高水平时，可对STC89C52单片机实现复位操作。
时钟电路：时钟电路采用内部时钟方式，由电容C1、C4和11.0592MHz 的晶振Y1组成，接在单片机的第18和19脚(即XTAL1和XTAL2端)。
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。