[發明專利]一種振動傳感器振動測量數據的修正處理方法

在審

• 申請號: 202010930114.1
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112082641A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 狄剛沙
• 申請（專利權）人: 深圳市亞特爾科技有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種振動傳感器振動測量數據的修正處理方法，包括插值校準方法和實際計算全頻域數據修正處理方法，插值校準方法的步驟為：將探頭的工作頻寬Fw分成n個子頻寬，則每個子頻帶寬為=Fw/nHz,以為間隔依次在振動臺產生固定幅度的定頻輸出，采集探頭的加速度數據，計算時域有效值Ai，與振動臺輸出標準值Abi相對比，得到該頻點的校準系數Fx[i]=Abi/Ai。通過本方案的修正處理方法，可以大幅度的提升振動探頭的中高頻數據的準確度，進而提高振動探頭的整體振動數據的準確度，修正后的三軸數據在5kHz范圍內都可以做到5%以內，提高明顯，修正數據量少，處理簡單，可以在主流單片機上應用，參數調整靈活，可以根據實際需要靈活調整需要校準的具體點數。

技術領域

本發明主要涉及提高振動傳感器振動監測數據精度的方法的技術領域，具體涉及一種振動傳感器振動測量數據的修正處理方法。

背景技術

MEMS加速度傳感器具有小尺寸、低功耗等特點，用于旋轉設備監控系統可顯著降低振動探頭功耗、體積和系統成本。但目前絕大多數MEMS加速度芯片的保證線性的頻率范圍很低，根本無法用于工業現場的較高頻率的測試，部分芯片的性能略好，1kHz以下精度尚可，但到了3-5kHz時，測量的幅度會大幅度衰減，中間的階段，測量數據可能放大或者縮小一定比例（某芯片放大超過20%，衰減超過50%）。三軸的MEMS芯片的三軸幅度頻率特性也差異很大，需要有一個統一的處理方法，見圖3所示。

根據以上可知現有MEMS芯片（加速度傳感器）的幅頻響應特性不好，高頻數據衰減明顯，如果直接使用其數據，各種時域頻域測量結果則與標準設備有明顯偏差，難以應用于工業監控領域。

發明內容

本發明主要提供了一種振動傳感器振動測量數據的修正處理方法,用以解決上述背景技術中提出的技術問題。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案為：

一種振動傳感器振動測量數據的修正處理方法，包括插值校準方法和實際計算全頻域數據修正處理方法，所述插值校準方法的步驟為：

S1：將探頭的工作頻寬Fw分成n個子頻寬，則每個子頻帶寬為 =Fw/nHz,以為間隔依次在振動臺產生固定幅度的定頻輸出。

S2：采集探頭的加速度數據，計算時域有效值Ai。

S3：與振動臺輸出標準值Abi相對比，得到該頻點的校準系數Fx[i]=Abi/Ai,總共得到n+1個修正系數Fx[n+1]。

所述實際計算全頻域數據修正處理方法的步驟為：

S1：以工作采樣頻率連續采集m點原始數據，記錄采集總時間T。

S2：對采集數據進行傅里葉變換FFT，求得頻域的各個頻點的原始數據。

S3：以1/T作為譜線實際頻率間隔，作為計算各譜線的頻率計算依據。

S4：對于每一條譜線k，先計算該譜線的實際頻率f[k]，判斷該譜線落入的子頻段，再利用該頻段兩個端點的頻域修正系數，進行線性插值，求出f[k]處的修正系數Fx[k]，用譜線的幅值乘以Fx[k]得到譜線準確幅度。

S5：依次對所有譜線進行修正，此軸數據修正完成，依次對全部三軸數據進行修正，對修正后的頻域數據進行逆傅里葉變換IFFT，得到準確的時域數據，再利用校準后的時域數據進行后續的相關處理。

優選的，采集探頭的加速度數據，計算時域有效值Ai的具體方法為：

從某個振動頻率f1（比如200Hz）開始，以某個頻率間隔（比如200Hz），到fn（比如5000Hz）逐頻率點對加速度校準：計算有效值A[i]。