[发明专利]光纤式测扭振法的分度误差抑制方法

权利要求书

1.一种光纤式测扭振法的分度误差抑制方法，在被测轴上粘贴由m个白条纹组成的黑白条纹带分度装置，将光纤传感器固定在黑白条纹带位置的一侧，光纤传感器会传递激光至黑白条纹上并接收相应的光发射回波信号；高速计数器卡会采集由黑白条纹带触发产生的时间差序列{t₁,t₂,...,t_m}；时间差序列经过转化后可得到扭振数据W_ω，其特征在于，所述分度误差抑制方法包括以下步骤：

步骤一，将扭振数据W_ω转化为扭振数据矩阵w_ω

将被测轴旋转一周时采集到的数据定义为一个部分，设该扭振数据有k个部分，可表示为G_ω1,G_ω2,...,G_ωk；假定黑白条纹带上有m个白条纹，则每个部分内均有由白条纹触发产生的m个数据点，则可得到扭振数据矩阵

步骤二，获取基准数据W_s

分别求出扭振数据矩阵w_ω中各列元素的均值，表示为：

将m个均值作为该组扭振数据的基准数据W_s；

步骤三，提取扭振特征数据矩阵w

将步骤一扭振数据矩阵w_ω内的各行元素依次与步骤二基准数据对应相减，即可得到扭振特征数据矩阵w，表示为：

步骤四，将扭振特征数据矩阵w转化为扭振特征数据W

将扭振特征数据矩阵w内的元素从第1行开始通过首尾相连的方式按行展开成一行数据序列，该序列即为扭振特征数据W，表示为：

提取扭振特征数据W时，相当于分别以基准数据的每个数据点作为每次采样长度的采样始点，采集扭振数据点与基准数据点之间的差值，即扭振数据的每个数据点为每次采样长度的采样终点；

各采样始点之间的采样间隔随基准数据变化，在被测轴旋转一周的时间内，数据采集系统会采集由m个白条纹触发产生的m个数据点；则数据分析过程中使用的采样频率F_s表示为：

F_s＝f×m (7)

式中，f为被测轴转频，即f＝1/T_s，m为黑白条纹带上的白条纹个数，T_s为被测轴每旋转一周的时间；该采样频率F_s相当于每个旋转周期内的各瞬时采样频率的均值；

步骤五，对扭振特征数据W进行高通滤波和频谱分析，提取扭振频率

5.1)构造高通滤波器h(n)，对步骤四得到的扭振特征数据W进行高通滤波，削弱与数据分析结果无关的低频外部振动噪声，提高信噪比；

5.2)对高通滤波所得到的结果W_h进行FFT频谱分析，得到扭振频率信息。

2.根据权利要求1所述的光纤式测扭振法的分度误差抑制方法，其特征在于，所述步骤五中高通滤波器h(n)表示为：W_h＝h(W,f₁,f₂,rp,rs,F_s)，式中，f₁为通带截止频率；f₂为阻带截止频率；rp为边带区衰减DB值；rs为截止区衰减DB值；F_s为采样频率，F_s＝f×m，其中，f＝1/T_s，m为白条纹个数，T_s为被测轴每旋转一周的时间。