一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法技术

本发明专利技术提供了一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法，包括插值校准方法和实际计算全频域数据修正处理方法，插值校准方法的步骤为：将探头的工作频宽Fw分成n个子频宽，则每个子频带宽为=Fw/nHz,以为间隔依次在振动台产生固定幅度的定频输出，采集探头的加速度数据，计算时域有效值Ai，与振动台输出标准值Abi相对比，得到该频点的校准系数Fx[i]=Abi/Ai。通过本方案的修正处理方法，可以大幅度的提升振动探头的中高频数据的准确度，进而提高振动探头的整体振动数据的准确度，修正后的三轴数据在5kHz范围内都可以做到5%以内，提高明显，修正数据量少，处理简单，可以在主流单片机上应用，参数调整灵活，可以根据实际需要灵活调整需要校准的具体点数。

【技术实现步骤摘要】
一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法
本专利技术主要涉及提高振动传感器振动监测数据精度的方法的
，具体涉及一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法。
技术介绍
MEMS加速度传感器具有小尺寸、低功耗等特点，用于旋转设备监控系统可显著降低振动探头功耗、体积和系统成本。但目前绝大多数MEMS加速度芯片的保证线性的频率范围很低，根本无法用于工业现场的较高频率的测试，部分芯片的性能略好，1kHz以下精度尚可，但到了3-5kHz时，测量的幅度会大幅度衰减，中间的阶段，测量数据可能放大或者缩小一定比例（某芯片放大超过20%，衰减超过50%）。三轴的MEMS芯片的三轴幅度频率特性也差异很大，需要有一个统一的处理方法，见图3所示。根据以上可知现有MEMS芯片（加速度传感器）的幅频响应特性不好，高频数据衰减明显，如果直接使用其数据，各种时域频域测量结果则与标准设备有明显偏差，难以应用于工业监控领域。
技术实现思路
本专利技术主要提供了一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法,用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法，包括插值校准方法和实际计算全频域数据修正处理方法，所述插值校准方法的步骤为：S1：将探头的工作频宽Fw分成n个子频宽，则每个子频带宽为=Fw/nHz,以为间隔依次在振动台产生固定幅度的定频输出。S2：采集探头的加速度数据，计算时域有效值Ai。S3：与振动台输出标准值Abi相对比，得到该频点的校准系数Fx[i]=Abi/Ai,总共得到n+1个修正系数Fx[n+1]。所述实际计算全频域数据修正处理方法的步骤为：S1：以工作采样频率连续采集m点原始数据，记录采集总时间T。S2：对采集数据进行傅里叶变换FFT，求得频域的各个频点的原始数据。S3：以1/T作为谱线实际频率间隔，作为计算各谱线的频率计算依据。S4：对于每一条谱线k，先计算该谱线的实际频率f[k]，判断该谱线落入的子频段，再利用该频段两个端点的频域修正系数，进行线性插值，求出f[k]处的修正系数Fx[k]，用谱线的幅值乘以Fx[k]得到谱线准确幅度。S5：依次对所有谱线进行修正，此轴数据修正完成，依次对全部三轴数据进行修正，对修正后的频域数据进行逆傅里叶变换IFFT，得到准确的时域数据，再利用校准后的时域数据进行后续的相关处理。优选的，采集探头的加速度数据，计算时域有效值Ai的具体方法为：从某个振动频率f1（比如200Hz）开始，以某个频率间隔（比如200Hz），到fn（比如5000Hz）逐频率点对加速度校准：计算有效值A[i]。优选的，计算时域有效值Ai的方法中F0特殊处理，可以取50Hz点进行校准，以代替0Hz（振动台无法输出、校准点偏移对低频略有影响，但可以忽略不计）的振动系数。优选的，对于谱线k，计算该谱线的实际频率f[k]的方法为：第k根谱线的频率为：k*（1/T）=k/T；（k：0-N/2-1）。优选的，得到f[k]处的修正系数Fx[k]的具体方法为：第k根谱线的频率除以频率校准间隔（比如200Hz）得到修正索引Ck=k/T/，Ck为浮点数，它的整数部分为Cz，代表的是用于该谱线计算的第一个修正系数的索引，Cz+1是用于该谱线计算的第二个修正系数的索引，Ck的小数部分为Cx，则第k条谱线修正系数按下式进行计算：Fx[k]=（Fx[Cz+1]-Fx[Cz]）Cx+Fx[Cz]。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过本方案的修正处理方法，可以大幅度的提升振动探头的中高频数据的准确度，进而提高振动探头的整体振动数据的准确度，在应用于kx224-1053芯片的某个采样率时，修正前，X和Y轴1400Hz数据开始超过5%，1800Hz到3200Hz，数据偏大10-20%，更高频率则数据下降；Z轴的原始数据在5kHz则偏小超过50%。修正后的三轴数据在5kHz范围内都可以做到5%以内，提高明显，修正数据量少，处理简单，可以在主流单片机上应用，参数调整灵活，可以根据实际需要灵活调整需要校准的具体点数。以下将结合附图与具体的实施例对本专利技术进行详细的解释说明。附图说明图1为本专利技术的X轴校准流程示意图；图2为本专利技术的X轴频域全部谱线修正流程示意图；图3为某MEMS芯片的幅度频率响应曲线。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更加全面的描述，附图中给出了本专利技术的若干实施例，但是本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本专利技术公开的内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请着重参照附图1-3，一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法，包括插值校准方法和实际计算全频域数据修正处理方法，插值校准方法的步骤为：S1：将探头的工作频宽Fw分成n个子频宽，则每个子频带宽为=Fw/nHz,以为间隔依次在振动台产生固定幅度的定频输出。S2：采集探头的加速度数据，计算时域有效值Ai。S3：与振动台输出标准值Abi相对比，得到该频点的校准系数Fx[i]=Abi/Ai,总共得到n+1个修正系数Fx[n+1]。实际计算全频域数据修正处理方法的步骤为：S1：以工作采样频率连续采集m点原始数据，记录采集总时间T。S2：对采集数据进行傅里叶变换FFT，求得频域的各个频点的原始数据。S3：以1/T作为谱线实际频率间隔，作为计算各谱线的频率计算依据。S4：对于每一条谱线k，先计算该谱线的实际频率f[k]，判断该谱线落入的子频段，再利用该频段两个端点的频域修正系数，进行线性插值，求出f[k]处的修正系数Fx[k]，用谱线的幅值乘以Fx[k]得到谱线准确幅度。S5：依次对所有谱线进行修正，此轴数据修正完成，依次对全部三轴数据进行修正，对修正后的频域数据进行逆傅里叶变换IFFT，得到准确的时域数据，再利用校准后的时域数据进行后续的相关处理。采集探头的加速度数据，计算时域有效值Ai的具体方法为：从某个振动频率f1（比如200Hz）开始，以某个频率间隔（比如200Hz），到fn（比如5000Hz）逐频率点对加速度校准：计算有效值A[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法，包括插值校准方法和实际计算全频域数据修正处理方法，其特征在于，所述插值校准方法的步骤为：/nS1：将探头的工作频宽Fw分成n个子频宽，则每个子频带宽为

【技术特征摘要】
1.一种振动传感器振动测量数据的修正处理方法，包括插值校准方法和实际计算全频域数据修正处理方法，其特征在于，所述插值校准方法的步骤为：
S1：将探头的工作频宽Fw分成n个子频宽，则每个子频带宽为=Fw/GHz,以为间隔依次在振动台产生固定幅度的定频输出；
S2：采集探头的加速度数据，计算时域有效值Ai；
S3：与振动台输出标准值Abi相对比，得到该频点的校准系数Fx[i]=Abi/Ai,总共得到n+1个修正系数Fx[n+1]；
所述实际计算全频域数据修正处理方法的步骤为：
S1：以工作采样频率连续采集m点原始数据，记录采集总时间T；
S2：对采集数据进行傅里叶变换FFT，求得频域的各个频点的原始数据；
6S3：以1/T作为谱线实际频率间隔，作为计算各谱线的频率计算依据；
S4：对于每一条谱线k，先计算该谱线的实际频率f[k]，判断该谱线落入的子频段，再利用该频段两个端点的频域修正系数，进行线性插值，求出f[k]处的修正系数Fx[k]，用谱线的幅值乘以Fx[k]得到谱线准确幅度；
S5：依次对所有谱线进行修正，此轴数据修正完成，依次对全部三轴数据进行修正，对修正后的频域数据进行逆傅里叶变换IFFT，得到准确的时域数据，再利用校准后的时域数据进行后续的相关处理。


2.根据权利要求1所述的一种振动传感器振动测量数据的修...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄刚沙，
申请(专利权)人：深圳市亚特尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44