[发明专利]动态校准模拟信号和数字信号同步采集分析方法及系统

说明书

本发明涉及动态校准模拟信号和数字信号同步采集分析方法及系统，属于计量领域。主要采用多通道模数转换系统同步采集模拟信号和数字信号，并对其进行分析，获得被校系统的动态特性。采用模数转换系统采集标准系统的模拟电压信号、数字信号测量系统采集被校传感器输出的数字信号时，两个信号在时域存在时间无法准确同步的问题，导致信号处理得到的相频特性误差较大。本发明采用多通道模数转换系统同步采集模拟信号和数字信号，以解决上述问题。

技术领域

本发明涉及一种动态校准模拟信号和数字信号同步采集分析方法及系统，属于计量领域。

背景技术

在动态校准中，需要同步测量标准装置和被校传感器的输出信号，以确定被校传感器的动态响应。在采用正弦信号作为激励源进行动态校准时，需要校准被校传感器的幅频特性和相频特性。一般采用多通道模数转换系统同步采集标准系统和被校传感器在同一激励量值下的模拟电压信号，通过对标准信号和被校信号的分析，获得被校传感器的幅频特性和相频特性。随着科学技术的进步，越来越多的被校传感器具有数字量输出模式，不再输出模拟信号。这种情况下同时采用模数转换系统采集标准系统的模拟电压信号以及数字信号测量系统采集被校传感器输出的数字信号时，两个信号在时域存在时间无法准确同步的问题，导致信号处理得到的相频特性误差较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术采集标准信号和被校传感器信号在时域无法准确同步的技术问题，提供一种动态校准模拟信号和数字信号同步采集分析方法及系统。

本发明的目的是通过下述技术解决方案实现的。

动态校准模拟信号和数字信号同步采集分析方法及系统，具体步骤如下：

步骤一、启动标准动态激励源产生某一频率的正弦激励信号,如正弦力、正弦压力、线振动、角振动信号等。标准测量系统和被校数字量输出传感器同时感受标准动态激励源的激励信号。将标准测量系统的输出和被校数字量输出传感器的输出接入多通道同步模数转换器。通过软件发出指令启动模数转换器进行数据采集和存储。由此获得标准测量系统输出的电压信号系列和被校数字量输出传感器输出数字信号的电平系列,它们在时域上一一对应。

步骤二、将步骤一存储的标准测量系统输出信号由标准信号解调软件解调出标准物理量系列D_s{n}。

步骤三、将步骤一存储的被校数字量输出传感器输出的信号电平由被校传感器数字信号解调软件依据数字信号接口的电气定义和数据传输标准格式，解调出其表征的被校传感器数字信号系列D_c{m}。

步骤四、将步骤二得到的标准信号系列D_s{n}和步骤三得到的被校传感器数字信号系列D_c{m}通过数据分析软件计算出它们对应的幅值及相位。计算正弦信号的幅值和相位可采用正弦拟合法或傅里叶变换法。则被校传感器的幅值灵敏度和相移分别为：

S＝A_c/A_s (1)

式中：A_c—被校传感器输出信号的幅值；

A_s—标准物理量的幅值；

则被校传感器的相移为：

Δθ＝θ_c-θ_s (2)

式中：θ_c—被校传感器输出信号的相位；

θ_s—标准物理量的相位；

通过上述4个步骤，实现动态校准模拟信号和数字信号同步采集分析。

实现上述方法的装置，包括：

标准动态激励源，产生正弦激励信号,如动态力、动态压力、振动、角振动信号等；