【技术实现步骤摘要】
基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法
本专利技术涉及一种基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,属于激光干涉
技术介绍
振动传感器及测量仪被广泛用于多个领域的实时监控与振动参数测量,如桥梁建筑、地震、汽车、航空航天等。为了保证振动传感器及测量仪所得测量结果的可靠性与准确性,需要定期对振动传感器及测量仪进行校准。常规的外差激光干涉振动校准方法有基于Nyquist采样定理的NS采集方式校准方法、使用模拟混频器与低通滤波器的MLPFS采集方式校准方法、基于带通采样的BPS采集方式校准方法。NS采集方式的校准方法具有所需采样频率高、采样数据量大、采集信号测量精度高等特点;基于MLPFS采集方式的校准方法具有所需采样率低,采集数据量小,但引入外部模拟器件导致校准精度有限。基于BPS采集方式的校准方法具有所需采样率低,采集数据量小、采集信号测量精度高,不需要外部模拟器件而不存在相位延时,但是需要计算最佳采样频率,增加了校准过程的复杂性。因此,针对目前外差激光干涉振动校准方法存在的所需采样率高且处理数据量大、存在相位延时、灵敏度相位校准精度有限、校准过程复杂等缺点,本专利技术提出一种所需采样率低、不需要外部模拟器件、测量精度高、校准过程简单的外差激光干涉振动校准方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前的外差激光干涉振动校准方法存在所需采样率高且处理数据量大、需要外部模拟器件而引入相位延时导致校准精度有限、校准过程复杂等不足,提供了一种基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为基于数字解码的高精度 ...
【技术保护点】
1.基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤,S1:以固定采样率同步采集外差激光干涉仪的S/PDIF信号与被校振动传感器及测量仪输出电压信号;S2:对S/PDIF信号进行解码,获取被校振动传感器及测量仪的输入激励信号,对解码的激励信号使用混合插值算法剔除其噪声点;S3:对采集的输出电压信号与解码的激励信号进行对齐处理,以保证被校振动传感器及测量仪的校准精度;S4:基于SAM拟合激励信号与输出电压信号,获得被校振动传感器及测量仪的输入激励峰值与初相及其输出电压信号的峰值与初相。
【技术特征摘要】
1.基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤,S1:以固定采样率同步采集外差激光干涉仪的S/PDIF信号与被校振动传感器及测量仪输出电压信号;S2:对S/PDIF信号进行解码,获取被校振动传感器及测量仪的输入激励信号,对解码的激励信号使用混合插值算法剔除其噪声点;S3:对采集的输出电压信号与解码的激励信号进行对齐处理,以保证被校振动传感器及测量仪的校准精度;S4:基于SAM拟合激励信号与输出电压信号,获得被校振动传感器及测量仪的输入激励峰值与初相及其输出电压信号的峰值与初相。2.根据权利要求1所述的基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,其特征在于:利用混合插值算法剔除解码激励信号的噪声点,具体包括,(1)线性插值;当振动频率小于1kHz时,根据S/PDIF信号编码规则,在固定采样率12.288MHz下,每个振动周期的采样点数大于96个,连续3个点之间的关系近似为直线,使用线性插值算法剔除噪声点,计算如下:其中,Lj(x)为连接(xj,xj+1)的线段,i、j分别为采样点序号;(2)样条插值;当振动频率大于等于1kHz时,利用趋于正弦分布的样条插值算法剔除噪声点,以提高校准精度,在区间[xi,xi+1],插值y计算如下:y=Ayi+1+Byi+1+Cy”i+Dy”i+1(2)其中,B=1-A3.根据权利要求1所述的基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,其特征在于:对采集的输出电压信号与解码的激励信号进行对齐处理:通过判断S/PDIF信号中第一个左声道头码的位置,计算出第一个左声道头码之前的无效位位数,相应地剔除采集到的输出电压信号相同的位数,实现输出电压信号与振动激励信号的对齐。4.根据权利要求1所述的基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,其特征在于:基于SAM拟合解码的激励信号与输出电压信号,获得被校振动传感器及测量仪的输入激励加速度峰值与初相及输出电压信号的峰值与初相。5.根据权利要求1所述的基于数字解码的高精度外差激光干涉振动校准方法,其特征在于:振动校准方法包括以下步骤:S20:以固定采样率同步采集外差激光干涉仪输出的S/PDIF信号与被校振动传感器及测量仪的输出电压信号,对采集的S/PDIF信号进行解码并使用插值算法剔除解码的激励信号噪声点;S40:对采集的输出电压信号与解码的振动激励信号进行对齐处理,以提高校准精度;S60:基于SAM拟合振动激励信号与输出电压信号,获得被校振动传感器及测量仪的输入激励加速度峰值与初相及其输出电压信号的峰值与初相;S80:利用不同频率下的激励信号峰值与...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡晨光,刘志华,
申请(专利权)人:中国计量科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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