振动与冲击

作者：施毅,，张巍?，孙可，丁华平，孙逊

单位：1.北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044；2.苏州轨道交通集团有限公司，苏州，2150043.南京大学地球科学与工程学院，南京 210046；4. 南京大学电子科学与工程学院，南京，210046

关键词：地铁列车，环境振动，无线传感器网络，微机电系统，模拟/数字转换器，嵌入式计算

地铁列车振动环境微弱响应的无线传感器网络测试需要mg量级的加速度测试精度，常规板载MEMS加速度传感器通常难以满足。本文采用低噪声运算放大器OPA4344与模拟/数字转换器QF4A512，将MEMS加速度传感器SD1221L-002量程限定在 0.2g，同时采用进行信号转换与调理，达到了0.043mg的加速度测试分辨率，满足了地铁列车环境微振测试要求。基于英特尔Imote2无线传感器网络硬件平台与嵌入式软件平台ISHMP Services Toolsuite，实现了地铁列车振动环境加速度测试专用无线传感器网络系统。基于TinyOS开源操作系统，采用组件式结构程序语言nesC编写了嵌入式应用组件VibrationLevelCalculation，实现了环境振级的嵌入式计算。应用该系统，对一地铁紧邻地下空间内地铁列车环境振动响应进行了实测。通过传感节点采集环境加速度信号，在传感节点Imote2主板内嵌入式计算振级，通过无线传输数据，在终端直接显示出测试环境振级分布。通过回溯存储于传感节点内三分之一倍频程中心频率上的振级数据，获得了各测点1/3倍频程。本系统实现了地铁列车振动环境响应的快速评定。<br>

来源：2017年第2期

《振动与冲击》期刊编辑部

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