李剑，张波涛，薛丹丹，李闯泽

（中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051）

0 引言

瞬态振动信号采集系统由现场采集系统和上位机组成。然而现场采集系统是实现高精度瞬态振动信号采集的关键。目前瞬态振动信号采集系统大多利用电动式振动传感器、信号调理电路、AD、MCU、存储器组成，这种传统的采集系统体积大、价格高、分辨率低，同时由于电动式传感器多为单轴、双轴，不能很好的提取组成振动信号的体波、面波的三维振动信息从而在估计振源，检测材料内部裂缝方面造成了极大地误差。针对这种问题，本文提出了一种基于MEMS三轴数字加速度计的瞬态振动信号采集系统。

1 系统设计方案

利用MEMS三轴数字加速度计进行瞬态振动信号采集，不仅能够采集振动信号的三维信息，提高估计振源，检测材料内部裂缝的精度，同时由于数字加速度传感器是一种将模拟三轴加速度计、信号调理、A/D、数字滤波、SPI接口IC集成的芯片级振动传感器，因此极大地减小了系统的体积[2]。

本系统针对MEMS三轴数字加速度计设计了现场采集硬件电路，开发了上位机软件控制平台。系统总体设计框图如图1所示，现场采集系统的电路设计中，以ADI公司的三轴数字加速度计ADXL345作为前端拾振传感器，采用USBIO公司USB2SPI解决ADXL345的SPI接口与PC USB接口通信的问题，12M的晶振为USB2SPI提供外部时钟信号。上位机软件设计中，利用VC++6.0开发前后台软件，完成加速度计的休眠、唤醒，三轴数据的采集、存储，硬件系统与上位机连接状态的检测等功能。……