[发明专利]一种自动实现清损损失测试装置的传感器信号标定方法

说明书

本发明公开一种自动实现清损损失测试装置的传感器信号标定方法，利用软件滤波解调一体化技术，实现清损损失传感器信号在不同作业环境下的自动标定工作，达到自动获取带通滤波器的频率和幅值范围，以及自动捡拾谷粒的目的，这样可有效避免现有技术中的传感器前期的标定工作非常繁琐、要耗费大量的人力而且由于没有考虑收割机本身的工作振动干扰以及激起高频噪声的影响损失测试精度与可靠性的缺陷。

技术领域

本发明属于收割机的传感器信号处理技术领域，具体涉及一种自动实现清损损失测试装置的传感器信号标定方法。

背景技术

针对收割机的常用的损失传感器检测的电路多为压电传感器，而用压电传感器检测的机械振动输出的实际是荷电量，而且振动强度与荷电量是线性正比的，经过一个积分电路转变成电压量，由于籽粒等材料产生的振动信号非常微弱，常常淹没在大量噪声中，要先进行首级放大后才有可能被单片机或二次仪表识别。再利用杂草、谷壳、茎秆、谷粒等不同物料撞击传感器金属板时所产生的信号频率和幅值不同，其中对谷粒反映为高频率、大幅值，对碎茎秆等物料表现为低频率、小振幅，须再通过带通滤波器将碎茎秆等干扰信号去除，最后通过电压比较限幅电路输出可被单片机检测的脉冲信号。这种方法需要实验确定每种物料的频率和幅值范围，变化因素太多，比如作物品种、种类、抛洒高度等等，所以传感器前期的标定工作非常繁琐，要耗费大量的人力，也是测试装置的关键之处，而且由于没有考虑收割机本身的工作振动干扰以及高频噪声的影响，影响了损失测试精度与可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动实现清损损失测试装置的传感器信号标定方法，利用软件滤波解调一体化技术，实现清损损失传感器信号在不同作业环境下的自动标定工作，达到自动获取带通滤波器的频率和幅值范围，以及自动捡拾谷粒的目的，这样可有效避免现有技术中的传感器前期的标定工作非常繁琐、要耗费大量的人力而且由于没有考虑收割机本身的工作振动干扰以及机器高频噪声的影响损失测试精度与可靠性的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种自动实现清损损失测试装置的传感器信号标定方法的解决方案，具体如下：

一种自动实现清损损失测试装置的传感器信号标定方法，首先将压电传感器采集到并放大后的混合在一起的收割机的工作振动信号和物料的振动信号发送到单片机中，所述的单片机接收到混合在一起的收割机的工作振动信号和物料的振动信号后，如式(6)所示进行处理采集来的振动信号：

其中W(.，.，.)为参数fc和σ对应的小波系数，由此可知，|W(.，.，.)|就为原信号的包络，当小波函数与信号中的冲击特征成分最优匹配时，由内积得到的小波系数反映出的冲击成分最大，而衡量冲击成分的有效方法为峭度指标，如式(7)所示：

k(Y)＝E(Y⁴)-3[E(Y)²]² (7)

k为峭度，Y为W(.，.，.)的实部，E为数学期望，凭借此就能够实现小波波形参数的优化，根据优化参数来获得最优的包络解调效果。

由这些技术特征，本发明能够利用软件滤波解调一体化技术，实现清损损失传感器信号在不同作业环境下的自动标定工作，达到自动获取带通滤波器的频率和幅值范围，以及自动捡拾谷粒的目的，并能用软件代替硬件实现滤波的功能。

附图说明

图1为含噪声的波形。

图2为信号的小波波形参数峭度变化。

图3为本发明的信号包络波形。

图4为现有技术的信号包络波形。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。