专利名称：速度或加速度传感器动态特性的校验装置、系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种速度或加速度传感器动态特性的校验装置、系统及方法。
背景技术：
速度或加速度传感器在现有技术中已经被广泛应用，其中加速度传感器通�？梢圆饬苛街旨铀俣戎担谝恢质蔷蔡铀俣龋诙质嵌铀俣�。这样的加速度传感器通过在各种设备中应用，从而实现了诸如计步器、空中识别等功能。在使用过程中，速度或加速度传感器难免受到外界环境、使用时间等因素的影响而导致灵敏度度降低，因而需要对速度或加速度传感器进行校准。然而，在现有技术中，虽然开发出了一些校验设备，但是这类设备结构复杂，本身的标准性也较差，严重影响了校准精度。因此，目前需要一种结构简单、能够准确可靠地校验速度或加速度传感器的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种速度或加速度传感器动态特性的校验装置、系统及方法，该方法可以确保速度或加速度传感器校验的实用性和可靠性。为了实现上述目的，本发明提供一种速度或加速度传感器动态特性的校验方法，该方法包括同时对同步运动的位移传感器和速度或加速度传感器进行信号采集，获得位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号；对位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号进行滤波处理；对滤波处理后的位移信号进行转换以得到比对信号，并基于比对信号和滤波处理后的第一速度信号或第一加速度信号进行分析比较，以得到速度或加速度传感器的动态特性分析结果。为了实现上述目的，本发明还提供一种速度或加速度传感器动态特性的校验装置，该装置包括信号采集模块，用于同时对同步运动的位移传感器和速度或加速度传感器进行信号采集，获得位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号；信号调理�？椋糜诙晕灰菩藕拧⒑偷谝凰俣刃藕呕虻谝患铀俣刃藕沤新瞬ù恚灰约靶Ｗ挤治瞿？椋糜诙月瞬ù砗蟮奈灰菩藕沤凶灰缘玫奖榷孕藕牛⒒诒榷孕藕藕吐瞬ù砗蟮牡谝凰俣刃藕呕虻谝患铀俣刃藕沤蟹治霰冉希缘玫剿俣然蚣铀俣却衅鞯亩匦苑治鼋峁�。为了实现上述目的，本发明还提供一种速度或加速度传感器动态特性的校验系统，该系统包括位移传感器；速度或加速度传感器；运动装置，位移传感器和速度或加速度传感器相邻布置在运动装置上，运动装置用于使位移传感器和速度或加速度传感器同步运动；以及上述的速度或加速度传感器动态特性的校验装置。通过上述技术方案采集位移传感器和速度或加速度传感器的信号，利用位移与速度或加速度之间的换算关系，对位移信号和速度或加速度信号进行比较分析，从而验证速度或加速度传感器的动态特性，保证了校验的实用性和可靠性。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1是根据本发明实施例的速度或加速度传感器动态特性的校验方法的流程图；图2是根据本发明实施例的速度或加速度传感器动态特性的校验装置的方框图；图3为根据本发明实施例的加速度传感器动态特性的校验装置与位移传感器和加速度传感器连接的示意图；图4为图3中所示的传感器安装盒的示意图；图5为加速度传感器在一低频段内幅频特性的曲线图；图6为加速度传感器在一低频段内相频特性的曲线图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1是根据本发明实施例的速度或加速度传感器动态特性的校验方法的流程图。如图1所示，该加速度传感器动态特性的校验方法包括S102，同时对同步运动的位移传感器和速度或加速度传感器进行信号采集，获得位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号；S104，对位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号进行滤波处理；以及S106，对滤波处理后的位移信号进行转换以得到比对信号，并基于比对信号和滤波处理后的第一速度信号或第一加速度信号进行分析比较，以得到速度或加速度传感器的动态特性分析结果。其中，在步骤S106中当采集到的是位移信号和第一速度信号时，对滤波处理后的位移信号进行转换以得到比对信号包括对位移信号进行一次求导，所得到的比对信号为第二速度信号；基于比对信号和滤波处理后的第一速度信号进行分析比较包括对滤波处理后的第一速度信号进行频域分析，得到第一速度信号的频域特性曲线；对第二速度信号进行频域分析，得到第二速度信号的频域特性曲线；将第一速度信号的频域特性曲线与第二速度信号的频域特性曲线进行曲线对比，并执行曲线相关性评价。当采集到的是位移信号和第一加速度信号时，对滤波处理后的位移信号进行转换以得到比对信号包括对位移信号进行二次求导，所得到的比对信号为第二加速度信号；基于比对信号和滤波处理后的第一加速度信号进行分析比较包括对滤波处理后的第一加速度信号进行频域分析，得到第一加速度信号的频域特性曲线；对第二加速度信号进行频域分析，得到第二加速度信号的频域特性曲线；将第一加速度信号的频域特性曲线与第二加速度信号的频域特性曲线进行曲线对比，并执行曲线相关性评价。在本实施例中，频域特性曲线包括幅频特性曲线和相频特性曲线。在步骤S106中，执行曲线相关性评价包括将第二加速度信号和第一加速度信号进行比较，得到曲线相关性评价因子，如果曲线相关性评价因子大于O. 9，则表示第二加速度信号的频域特性曲线与第一加速度的频域特性曲线一致。
在本实施例中，位移传感器和加速度传感器二者同步进行单摆运动，并且单摆运动的频率为可调节的。图2是根据本发明实施例的速度或加速度传感器动态特性的校验装置的方框图。如图2所示，该速度或加速度传感器动态特性的校验装置包括信号采集模块10，用于同时对同步运动的位移传感器和速度或加速度传感器进行信号采集，获得位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号；信号调理�？�20,用于对位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号进行滤波处理；以及校准分析�？�30，用于对滤波处理后的位移信号进行转换以得到比对信号，并基于比对信号和滤波处理后的第一速度信号或第一加速度信号进行分析比较，以得到速度或加速度传感器的动态特性分析结果。在本实施例中，在采集到的是位移信号和第一速度信号时，校准分析�？�30包括第一转换单元，用于对 位移信号进行一次求导，所得到的比对信号为第二速度信号；第一分析比较单元，用于对滤波处理后的第一速度信号进行频域分析，得到第一速度信号的频域特性曲线，对第二速度信号进行频域分析，得到第二速度信号的频域特性曲线，将第一速度信号的频域特性曲线与第二速度信号的频域特性曲线进行曲线对比，并执行曲线相关性评价。在采集到的是位移信号和第一加速度信号时，校准分析�？榘ǖ诙坏ピ糜谠诓杉降氖俏灰菩藕藕偷谝患铀俣刃藕攀保晕灰菩藕沤卸吻蟮迹玫降谋榷孕藕盼诙铀俣刃藕牛坏诙治霰冉系ピ糜诙月瞬ù砗蟮牡谝患铀俣刃藕沤衅涤蚍治觯玫降谝患铀俣刃藕诺钠涤蛱匦郧撸缘诙铀俣刃藕沤衅涤蚍治觯玫降诙铀俣刃藕诺钠涤蛱匦郧撸谝患铀俣刃藕诺钠涤蛱匦郧哂氲诙铀俣刃藕诺钠涤蛱匦郧呓星叨员龋⒅葱星呦喙匦云兰�。本发明还提供了一种速度或加速度传感器动态特性的校验系统，该系统包括位移传感器；速度或加速度传感器；运动装置，位移传感器和速度或加速度传感器相邻布置在运动装置上，运动装置用于使位移传感器和速度或加速度传感器同步运动；以及上述实施例中的速度或加速度传感器动态特性的校验装置。在本实施例中，运动装置为单摆装置。该单摆装置包括摆绳以及连接在摆绳一端的安装板或安装盒，位移传感器和速度或加速度传感器相邻布置在安装板上或安装盒的一个面上。优选地，位移传感器和速度或加速度传感器布置在安装板或安装盒的同一水平面上。其中，速度或加速度传感器动态特性校验装置中的信号采集单元的输入端通过数据线与位移传感器和加速度传感器的信号输出端相连。图3为根据本发明实施例的加速度传感器动态特性的校验装置与位移传感器和加速度传感器连接的示意图。如图3所示，该加速度传感器动态特性的校验装置与单摆形式的位移传感器和加速度传感器连接。也就是，该校验装置中的信号采集�？�10对单摆运动过程中的位移传感器和加速度传感器同时进行信号采集，得到单摆运动过程中的位移信号X和加速度信号α。信号调理�？�20对采集的信号进行滤波处理，校准分析单元30对滤波处理后的信号进行计算分析。
在本实施例中，单摆的摆绳长度可调，根据
权利要求
1.一种速度或加速度传感器动态特性的校验方法，其中，该方法包括 同时对同步运动的位移传感器和速度或加速度传感器进行信号采集，获得位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号； 对所述位移信号、和所述第一速度信号或第一加速度信号进行滤波处理； 对滤波处理后的所述位移信号进行转换以得到比对信号，并基于所述比对信号和滤波处理后的所述第一速度信号或第一加速度信号进行分析比较，以得到所述速度或加速度传感器的动态特性分析结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，采集到的是位移信号和第一速度信号， 对滤波处理后的所述位移信号进行转换以得到比对信号包括对所述位移信号进行一次求导，所得到的比对信号为第二速度信号； 基于所述比对信号和滤波处理后的所述第一速度信号进行分析比较包括 对滤波处理后的所述第一速度信号进行频域分析，得到所述第一速度信号的频域特性曲线； 对所述第二速度信号进行频域分析，得到所述第二速度信号的频域特性曲线； 将所述第一速度信号的频域特性曲线与所述第二速度信号的频域特性曲线进行曲线对比,并执行曲线相关性评价。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，采集到的是位移信号和第一加速度信号， 对滤波处理后的所述位移信号进行转换以得到比对信号包括对所述位移信号进行二次求导，所得到的比对信号为第二加速度信号； 基于所述比对信号和滤波处理后的所述第一加速度信号进行分析比较包括 对滤波处理后的所述第一加速度信号进行频域分析，得到所述第一加速度信号的频域特性曲线； 对所述第二加速度信号进行频域分析，得到所述第二加速度信号的频域特性曲线；将所述第一加速度信号的频域特性曲线与所述第二加速度信号的频域特性曲线进行曲线对比,并执行曲线相关性评价。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述频域特性曲线包括幅频特性曲线和相频特性曲线。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，执行所述曲线相关性评价包括 将所述第二加速度信号和所述第一加速度信号进行比较，得到曲线相关性评价因子，如果所述曲线相关性评价因子大于O. 9，则表示所述第二加速度信号的频域特性曲线与所述第一加速度的频域特性曲线一致。
6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的方法，其中，所述位移传感器和所述加速度传感器二者同步进行单摆运动，并且单摆运动的频率为可调节的。
7.一种速度或加速度传感器动态特性的校验装置，其中，包括 信号采集�？椋糜谕倍酝皆硕奈灰拼衅骱退俣然蚣铀俣却衅鹘行藕挪杉竦梦灰菩藕�、和第一速度信号或第一加速度信号； 信号调理模块，用于对所述位移信号、和所述第一速度信号或第一加速度信号进行滤波处理；以及 校准分析�？椋糜诙月瞬ù砗蟮乃鑫灰菩藕沤凶灰缘玫奖榷孕藕牛⒒谒霰榷孕藕藕吐瞬ù砗蟮乃龅谝凰俣刃藕呕虻谝患铀俣刃藕沤蟹治霰冉希缘玫剿鏊俣然蚣铀俣却衅鞯亩匦苑治鼋峁�。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述校准分析�？榘� 第一转换单元，用于在采集到的是位移信号和第一速度信号时，对所述位移信号进行一次求导，所得到的比对信号为第二速度信号； 第一分析比较单元，用于对滤波处理后的所述第一速度信号进行频域分析，得到所述第一速度信号的频域特性曲线，对所述第二速度信号进行频域分析，得到所述第二速度信号的频域特性曲线，将所述第一速度信号的频域特性曲线与所述第二速度信号的频域特性曲线进行曲线对比，并执行曲线相关性评价。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述校准分析�？榘� 第二转换单元，用于在采集到的是位移信号和第一加速度信号时，对所述位移信号进行二次求导，所得到的比对信号为第二加速度信号； 第二分析比较单元，用于对滤波处理后的所述第一加速度信号进行频域分析，得到所述第一加速度信号的频域特性曲线，对所述第二加速度信号进行频域分析，得到所述第二加速度信号的频域特性曲线，将所述第一加速度信号的频域特性曲线与所述第二加速度信号的频域特性曲线进行曲线对比，并执行曲线相关性评价。
10.一种速度或加速度传感器动态特性的校验系统，其中，该系统包括 位移传感器； 速度或加速度传感器； 运动装置，所述位移传感器和所述速度或加速度传感器相邻布置在所述运动装置上，所述运动装置用于使位移传感器和速度或加速度传感器同步运动；以及 根据权利要求7-9中任一项权利要求所述的速度或加速度传感器动态特性的校验装置。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述运动装置为单摆装置。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述单摆装置包括摆绳以及连接在摆绳一端的安装板或安装盒，所述位移传感器和所述速度或加速度传感器相邻布置在所述安装板上或安装盒的同一水平面上。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述速度或加速度传感器动态特性校验装置中的信号采集单元的输入端通过数据线与所述位移传感器和所述加速度传感器的信号输出端相连。
全文摘要
本发明公开了一种速度或加速度传感器动态特性的校验装置、系统及方法，其中，该方法包括同时对同步运动的位移传感器和速度或加速度传感器进行信号采集，获得位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号；对位移信号、和第一速度信号或第一加速度信号进行滤波处理；对滤波处理后的位移信号进行转换以得到比对信号，并基于比对信号和滤波处理后的第一速度信号或第一加速度信号进行分析比较，以得到速度或加速度传感器的动态特性分析结果。从而确保速度或加速度传感器校验的实用性和可靠性。
文档编号G01P21/00GK103063878SQ20111031689
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者黄毅, 黄露, 王佳茜, 杨文 申请人:中联重科股份有限公司
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