陶福洋，徐明龙，周庆飞，丑世龙

(1.西安交通大学航天航空学院，强度与振动教育部重点实验室，陕西 西安 710049;2.中国石油开然气股份有限公司长庆油田分公司，陕西 西安 710021)

0 引言

低频振动一般是指振动频率在5～10 Hz以下的振动，其振动加速度值不大，容易被人们忽略[1]。一些大型结构或柔体结构，如大跨度桥梁、大坝、可展开卫星天线等[2]，它们的一阶固有频率都比较低，有的甚至在1 Hz以下，均属于低频振动。虽然这些振动频率较低，且振动加速度值通常都比较小，但会影响结构的正常工作。为了准确测量这些微小加速度，实现对结构的振动和工作状况进行监测，需要高精度的加速度测量方法。

为了实现低频振动系统的加速度测量，详细阐述了低频振动的三轴加速度的高精度测量方法和整体实现方案，测量值以数字信号输出，便于后续的处理和显示。该测量系统测量范围为－1.5 g～1.5 g，测试结果表明误差在1 mg范围内，能够满足低频振动时微小加速度的测量要求。

1 硬件设计

图1为系统结构框图。系统以C8051F350单片机为核心，主要包括SCA610加速度计、RS－232接口、稳压电源和滤波电路等。

图1 系统结构框图

3路SCA610加速度计分别将X轴、Y轴和Z轴的加速度信号转换成相应的电压信号，经滤波电路降低噪声干扰后，分别由C8051F350单片机内置的24位A/D转换器进行模数转换。转换后的数字信号再通过RS－232接口送入上位机，在上位机中实现滤波、抑制噪声的影响。为了降低噪声对测量的影响，系统在硬件设计上所采取的措施有: