[发明专利]一种磁电式低频振动传感器的幅相补偿方法在审
| 申请号： | 201710201063.7 | 申请日： | 2017-03-30 |
| 公开（公告）号： | CN106872017A | 公开（公告）日： | 2017-06-20 |
| 发明（设计）人： | 刘昉 | 申请（专利权）人： | 天津大学 |
| 主分类号： | G01H11/00 | 分类号： | G01H11/00 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所12201 | 代理人： | 吴学颖 |
| 地址： | 300072*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 磁电 低频 振动 传感器 补偿 方法 | ||
技术领域
本发明属于测量技术领域，更具体的说，是涉及一种磁电式低频振动传感器的幅相补偿方法。
背景技术
现有的低频振动传感器，其前端磁电式拾振器通过磁铁振动对电磁线圈的切割将振动速度信号转化为电信号，后端积分补偿电路将振动速度成分补偿后输出为速度信号或积分为振动位移信号并进行输出，由于拾振器惯性摆原理，小于其自振频率的信号幅值会急剧下降，因此后端积分补偿电路需要对拾振器小于自振频率的信号进行低频补偿以保证输出信号的一致性，由于低频补偿电路自身的幅频特性，会导致传感器最终输出电信号超低频成分幅相失真，进而造成由传感器拾取的振动信号发生畸变，不能反映结构的真实振动情况。
由于结构实际振动情况较为复杂，科研人员很难直观地发现传感器采集到的信号事实上是已经发生了畸变的信号，对信号进行各种分析时没有对采集到的原始信号进行预处理，分析结果不能真实反映结构的振动情况，故急需一种针对这种磁电式低频振动传感器采集到的畸变信号进行矫正的信号处理方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种针对以磁电式拾振器为传感核心的磁电式低频振动传感器的幅相补偿方法，可有效的矫正畸变信号。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种磁电式低频振动传感器的幅相补偿方法，包括以下步骤：
步骤一，对低频振动传感器进行预标定，获取低频振动传感器的预标定幅频特性和预标定相频特性，对低频振动传感器输出信号进行离散采样；
步骤二，根据低频振动传感器输出信号离散采样点数，分别对预标定幅频特性和预标定相频特性进行三次Hermite插值计算，得到插值后的预标定幅频特性和预标定相频特性；
步骤三，对低频振动传感器的采样结果进行快速傅里叶变换，分别求出其幅度谱和相位谱；
步骤四，根据步骤二中插值后的预标定幅频特性和预标定相频特性，对步骤三中的幅度谱和相位谱进行补偿，得到补偿后的幅度谱和相位谱；
步骤五，对步骤四中补偿后的幅度谱和相位谱进行逆傅里叶变换得到经补偿矫正后的真实振动信号。
所述步骤二中插值后的预标定幅频特性和预标定相频特性分别表示为：
A(fN)＝hermite(A(fx),N)
P(fN)＝hermite(P(fx),N)
其中，A(fN)表示插值后的预标定幅频特性，A(fx)表示预标定幅频特性，P(fN)表示插值后的预标定相频特性，P(fx)表示预标定相频特性，N表示低频振动传感器输出信号离散采样点数。
所述步骤三中幅度谱和相位谱按以下公式计算：
FFT(fN)＝fft(signal(n))
其中，fft表示快速傅里叶变换变换，signal(n)表示低频振动传感器的采样结果，n表示采样点，MAG(fN)表示幅度谱,PHA(fN)表示相位谱，real表示求实数部分，imag表示求虚数部分。
所述步骤四中补偿后的幅度谱和相位谱按以下公式计算：
MAG′(fN)＝MAG(fN)/A(fN)
PHA′(fN)＝PHA(fN)-P(fN)
其中，MAG′(fN)表示补偿后的幅度谱，A(fN)表示插值后的预标定幅频特性，PHA′(fN)表示补偿后的相位谱，P(fN)表示插值后的预标定相频特性。
所述步骤五中的补偿矫正后的真实振动信号按以下公式计算：
FFT′(fN)＝MAG′(fN)·sin(PHA′(fN))+i·MAG′(fN)*cos(PHA′(fN))
signal′(n)＝real(ifft(FFT′(fN)))
其中，signal′(n)表示补偿矫正后的真实振动信号，ifft表示逆快速傅里叶变换变换。
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