[發明專利]一種基于振弦式傳感器的抗噪聲測量方法、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 201811208119.2
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109580085A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 董園青;林國利;潘久輝;姚龍;韓偉浩;楊偉偉;郭建華
• 申請（專利權）人: 廣州中海達定位技術有限公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00;G01L1/10
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 趙賽;蔡碧慧

本發明公開了一種基于振弦式傳感器的抗噪聲測量方法，包括：采集記錄步驟，讀取傳感器采集的信號，整型處理為方波信號，對方波信號設定時間段內每一個上升沿或每一個下降沿進行檢測，并記錄每個上升沿或每個下降沿的時間戳；信號篩選步驟，計算方波信號設定時間段內每兩個相鄰上升沿的時間戳的時間間隔或者每兩個相鄰下降沿的時間戳的時間間隔，求取每一時間間隔的方差，與預設方差比較值進行比較，去除大于方差比較值的方差所對應的時間間隔，根據剩余時間間隔對應的方波信號求取信號頻率。本發明還公開了一種電子設備及存儲介質，本發明的一種基于振弦式傳感器的抗噪聲測量方法、電子設備及存儲介質，能夠減少信號噪聲干擾，提高數據準確性。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，尤其涉及一種基于振弦式傳感器的抗噪聲測量方法、電子設備及存儲介質。

背景技術

振弦式傳感器是一種應力測量傳感器，在橋梁、大壩、樓宇等大型建筑物的安全檢測中有著廣泛的應用。它是以拉緊的金屬弦作為敏感元件的諧振式傳感器。當弦的長度確定之后，其固有振動頻率的變化量即可表征弦所受拉力的大小，通過相應的測量電路，就可得到與拉力成一定關系的電信號。振弦傳感器通過自身內部鋼弦自頻率信號的變化從而反映受到外部待測物理量的變化，具有穩定性好，不易受溫度影響，壽命長，耐振動等等特點，振弦采集儀是一種對振弦式傳感器進行數據讀取的設備，主要由激振模塊電路、拾振模塊電路、放大模塊電路、濾波模塊電路、信號整型模塊電路組成，通常采集儀通過掃頻激勵方法激勵振弦傳感器，待振弦傳感器內部的鋼弦激振后，在線圈上產品感應電動勢，拾振電路采集感應電動勢，并濾波、放大，整型處理后通過微處理器測頻。

目前，在振弦采集儀實際對振弦式傳感器測量的過程中，由于工藝問題，內部鋼弦的振動會存在二倍頻，三倍頻等等噪聲干擾，而在項目實際采集過程中，采集模塊測頻時易受到外部線纜和其他設備等噪聲干擾，從而導致數據測量結果和真實數據誤差較大，影響了檢測系統數據的準確性。為此，現有技術中，在進行噪聲濾除時，一般采用在拾振電路中設置一個固定的濾波電路，僅對固定頻率的噪聲進行濾除，但考慮到振弦傳感器實際應用場景的復雜性以及不確定性，振弦傳感器可能接收到的噪聲頻段范圍無法確定，因此，這種方法并不能有效的濾除噪聲，從而使得被測的振蕩信號中依然存在大量的噪聲。而采用通過多次測量將測量結果取平均值來消除采集中引入的噪聲，這種方式需要時間長，只能消除偶發性的噪聲，不能消除和減弱采集過程中其他長期存在的噪聲。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種基于振弦式傳感器的抗噪聲測量方法，能夠有效減少信號噪聲干擾，提高數據準確性。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

一種基于振弦式傳感器的抗噪聲測量方法，包括：采集記錄步驟，讀取傳感器采集的信號，整型處理為方波信號，對方波信號設定時間段內每一個上升沿或每一個下降沿進行檢測，并記錄每個上升沿或每個下降沿的時間戳；信號篩選步驟，計算方波信號設定時間段內每兩個相鄰上升沿的時間戳的時間間隔或者每兩個相鄰下降沿的時間戳的時間間隔，求取每一時間間隔的方差，與預設方差比較值進行比較，去除大于方差比較值的方差所對應的時間間隔，根據剩余時間間隔對應的方波信號求取信號頻率。

進一步地，在所述信號篩選步驟中，與方差比較值進行比較之前，先求取所有方差絕對值之和，若所有方差絕對值之和大于預設方差上限值，則視為本次信號采集無效，重新采集信號進行測頻。

進一步地，方差上限值根據多種不同類型傳感器于噪聲環境實際測試情況而設定。

進一步地，在所述信號篩選步驟中，方差比較值根據多種不同類型傳感器于噪聲環境實際測試情況而設定。

進一步地，在所述信號篩選步驟中，對于剩余時間間隔對應的方波信號，求取剩余時間間隔的平均值，取平均值的倒數作為測量頻率輸出。

進一步地，在所述采集記錄步驟中，讀取傳感器采集的信號，對信號進行放大、濾波后進行整型處理為方波信號。