一種振動(dòng)信號(hào)的零偏校正方法、裝置和振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地說，涉及一種振動(dòng)信號(hào)的零偏校正方法、裝置和振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，理想的被監(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度都是圍繞著振幅零值上下波動(dòng)的，但是實(shí)際測(cè)量的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度往往存在偏差，如對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，由于振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的內(nèi)部構(gòu)造或周圍環(huán)境的影響，獲取的風(fēng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過濾波顯示時(shí)，經(jīng)常存在振動(dòng)加速度偏移零值而上下波動(dòng)的情況，導(dǎo)致后續(xù)的判斷處理往往出現(xiàn)偏差，若處理不當(dāng)，甚至損壞被監(jiān)測(cè)物體。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，往往按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用一個(gè)固定不變振動(dòng)加速度的經(jīng)驗(yàn)值作為校正零偏的振動(dòng)加速度，然后使用獲取到的振動(dòng)信號(hào)值減去該振動(dòng)加速度，得到零偏校正后的振動(dòng)信號(hào)。但是上述方法中，由于校正零偏的振動(dòng)加速度根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)獲取，往往不夠準(zhǔn)確，計(jì)算時(shí)，存在偏差，導(dǎo)致零偏校正的效果不理想。
[0004]綜上所述，如何能夠提高振動(dòng)信號(hào)的零偏校正的準(zhǔn)確性成為目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種振動(dòng)信號(hào)的零偏校正的技術(shù)方案，以解決【背景技術(shù)】中所介紹的現(xiàn)有技術(shù)中零偏校正的偏差較大，校正效果不理想的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種振動(dòng)信號(hào)的零偏校正方法，該振動(dòng)信號(hào)的零偏校正包括:
[0008]實(shí)時(shí)采集被監(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)；
[0009]按照時(shí)間順序?qū)⑺霰槐O(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)劃分多個(gè)預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)；
[0010]分別計(jì)算每個(gè)所述預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值；
[0011]計(jì)算相鄰預(yù)定數(shù)量的所述振動(dòng)加速度均值的均值，作為所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值；
[0012]根據(jù)所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值，獲取所述被監(jiān)測(cè)物體在零加速度上下的振動(dòng)信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，所述分別計(jì)算每個(gè)所述預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值，包括:
[0014]使用分段累加器按照時(shí)間順序依次累加每個(gè)采樣時(shí)刻的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度，作為所述采樣時(shí)刻的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度總和；
[0015]判斷累加的所述采樣時(shí)刻的總數(shù)目是否達(dá)到第一采樣數(shù)目；
[0016]若累加的所述采樣時(shí)刻的總數(shù)目達(dá)到所述第一采樣數(shù)目，則根據(jù)所述振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度總和以及所述第一采樣數(shù)目計(jì)算所述預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值。
[0017]優(yōu)選地，所述計(jì)算相鄰預(yù)定數(shù)量的所述振動(dòng)加速度均值的均值，包括:
[0018]按照時(shí)間順序?qū)⒍鄠€(gè)所述振動(dòng)加速度均值依次移入先入先出隊(duì)列FIFO;
[0019]判斷移入的所述振動(dòng)加速度均值的數(shù)量是否達(dá)到所述FIFO的總位數(shù);其中，所述FIFO的總位數(shù)等于所述預(yù)定數(shù)量；
[0020]若所述振動(dòng)加速度均值的數(shù)量達(dá)到所述FIFO的總位數(shù)，使用總體累加器累加所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值；
[0021]計(jì)算所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值的均值，作為所述相鄰預(yù)定數(shù)量的所述振動(dòng)加速度均值的均值。
[0022]優(yōu)選地，在按照時(shí)間順序?qū)⒍鄠€(gè)所述振動(dòng)加速度均值依次移入先入先出隊(duì)列FIFO之前，所述方法還包括:
[0023]判斷所述FIFO的總位數(shù)是否被填滿；
[0024]若所述FIFO的總位數(shù)被填滿，則按照時(shí)間順序?qū)⑺鯢IFO中的所述振動(dòng)加速度均值依次移位，將所述FIFO末位的所述振動(dòng)加速度均值依次移出所述FIF0，并將所述多個(gè)所述振動(dòng)加速度均值暫時(shí)移入緩存中；
[0025]當(dāng)移出所述FIFO的振動(dòng)加速度均值的數(shù)量達(dá)到預(yù)定位數(shù)時(shí)，按照時(shí)間順序依次將緩存中的多個(gè)所述振動(dòng)加速度均值移入FIFO中。
[0026]優(yōu)選地，所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正方法還包括如下步驟:
[0027]S510:對(duì)移入所述FIFO中的第一個(gè)振動(dòng)加速度均值進(jìn)行標(biāo)記，判斷所述第一個(gè)振動(dòng)加速度均值的移入時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)鐘周期；
[0028]S520:若第一個(gè)振動(dòng)加速度均值的移入時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘周期，使用總體累加器累加所述FIFO中所有振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值，計(jì)算FIFO中所有振動(dòng)加速度均值的均值；
[0029]執(zhí)行上述步驟S510，并累計(jì)所述移入時(shí)間達(dá)到所述預(yù)設(shè)時(shí)鐘周期的累計(jì)次數(shù)；
[0030]判斷所述累計(jì)次數(shù)是否達(dá)到預(yù)定次數(shù);若所述累計(jì)次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)，則累加所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值的均值；
[0031]根據(jù)累加的所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值的均值以及所述累計(jì)次數(shù)計(jì)算累計(jì)次數(shù)個(gè)所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值的均值;作為所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提出了一種振動(dòng)信號(hào)的零偏校正裝置，該振動(dòng)信號(hào)的零偏校正裝置包括:
[0033]采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集被監(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)；
[0034]劃分模塊，用于按照時(shí)間順序?qū)⑺霰槐O(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)劃分多個(gè)預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)；
[0035]振動(dòng)加速度均值計(jì)算模塊，用于分別計(jì)算每個(gè)所述預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值；
[0036]零偏校正值計(jì)算模塊，用于計(jì)算相鄰預(yù)定數(shù)量的所述振動(dòng)加速度均值的均值，作為所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值；
[0037]振動(dòng)信號(hào)獲取模塊，用于根據(jù)所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值，獲取所述被監(jiān)測(cè)物體在零加速度上下的振動(dòng)信號(hào)。
[0038]優(yōu)選地，所述振動(dòng)加速度均值計(jì)算模塊，包括:
[0039]振動(dòng)加速度累加子模塊，用于使用分段累加器按照時(shí)間順序依次累加每個(gè)采樣時(shí)刻的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度，作為所述米樣時(shí)刻的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度總和；
[0040]數(shù)目判斷子模塊，用于判斷累加的所述采樣時(shí)刻的總數(shù)目是否達(dá)到第一采樣數(shù)目；
[0041 ]振動(dòng)加速度計(jì)算子模塊，用于若所述數(shù)目判斷子模塊判定累加的所述采樣時(shí)刻的總數(shù)目達(dá)到所述第一采樣數(shù)目，根據(jù)所述振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度總和以及所述第一采樣數(shù)目計(jì)算所述預(yù)振動(dòng)加速度均值。
[0042]優(yōu)選地，所述零偏校正值計(jì)算模塊包括:
[0043]振動(dòng)加速度均值移入子模塊，用于按照時(shí)間順序?qū)⒍鄠€(gè)所述振動(dòng)加速度均值依次移入先入先出隊(duì)列FIFO;
[0044]移入數(shù)量判斷子模塊，用于判斷移入的所述振動(dòng)加速度均值的數(shù)量是否達(dá)到所述FIFO的總位數(shù);其中，所述FIFO的總位數(shù)等于所述預(yù)定數(shù)量；
[0045]振動(dòng)加速度均值累加子模塊，用于若所述移入數(shù)量判斷子模塊判定所述振動(dòng)加速度均值的數(shù)量達(dá)到所述FIFO的總位數(shù)時(shí)，使用總體累加器累加所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值；
[0046]均值計(jì)算子模塊，用于計(jì)算所述FIFO中所有振動(dòng)加速度均值的均值，作為所述相鄰預(yù)定數(shù)量的所述振動(dòng)加速度均值的均值。
[0047]優(yōu)選地，所述振動(dòng)信號(hào)的零偏校正裝置，還包括:
[0048]位數(shù)判斷子模塊，用于判斷所述FIFO的總位數(shù)是否被填滿；
[0049]FIF0移位子模塊，用于若所述位數(shù)判斷子模塊判定所述FIFO的總位數(shù)被填滿時(shí)，按照時(shí)間順序?qū)⑺鯢IFO中的所述振動(dòng)加速度均值依次移位，將所述FIFO末位的所述振動(dòng)加速度均值依次移出所述FIFO;
[0050]緩存移入子模塊，用于將所述多個(gè)所述振動(dòng)加速度均值暫時(shí)移入緩存中；
[0051 ] FIFO移入子模塊，用于當(dāng)移出所述FIFO的振動(dòng)加速度均值的數(shù)量達(dá)到預(yù)定位數(shù)時(shí)，按照時(shí)間順序依次將所述緩存中的多個(gè)所述振動(dòng)加速度均值移入FIFO中。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，還提出了一種振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，該振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀包括:
[0053]上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的振動(dòng)信號(hào)的零偏校正裝置。
[0054]本發(fā)明提供的振動(dòng)信號(hào)的零偏校正方案，通過采集被監(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)，然后按照時(shí)間順序?qū)⒈槐O(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)劃分為多個(gè)預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)，計(jì)算每個(gè)該振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值，然后計(jì)算相鄰預(yù)定數(shù)量的預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值的均值，作為該振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值，進(jìn)一步根據(jù)該振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值，獲取被監(jiān)測(cè)物體在零加速度上下的振動(dòng)信號(hào)。在正常情況下，振動(dòng)信號(hào)在零加速度左右上下波動(dòng)，因此，使用被監(jiān)測(cè)物體的振動(dòng)信號(hào)的實(shí)際振動(dòng)加速度減去該振動(dòng)信號(hào)的零偏校正值，即可準(zhǔn)確地得到被監(jiān)測(cè)物體校正后的零偏振動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠減少存儲(chǔ)與計(jì)算振動(dòng)信號(hào)的存儲(chǔ)空間、提高運(yùn)算速度以及振動(dòng)信號(hào)的零偏校正的準(zhǔn)確性。
[0055]本發(fā)明的技術(shù)方案，只需要截取實(shí)時(shí)采集的被監(jiān)測(cè)物體的長時(shí)間振動(dòng)信號(hào)中的一小段預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)，然后根據(jù)該預(yù)定時(shí)間長度的振動(dòng)信號(hào)計(jì)算每個(gè)振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)加速度均值，然后對(duì)該振動(dòng)加速度均值再求均值，即能計(jì)算該振動(dòng)信號(hào)的零偏振動(dòng)信號(hào)，相較于對(duì)每一段振動(dòng)信號(hào)需要實(shí)時(shí)獲取校正零偏的