磁致伸縮傳感器具有測(cè)量精度高、使用壽命氏、耐腐蝕、耐關(guān)、耐壓、耐高溫、耐高振蕩等-系列特點(diǎn)，己在行程測(cè)量和液位測(cè)量屮得到了愈來(lái)愈多的應(yīng)用。由于它的測(cè)量原理是通過(guò)計(jì)算兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交所產(chǎn)牛應(yīng)變脈沖信號(hào)的時(shí)間周期，再根據(jù)聲波的傳遞速度獲得準(zhǔn)確的位置值。在測(cè)量過(guò)程中，傳感器內(nèi)波導(dǎo)管的電流脈沖和應(yīng)變脈沖不可避免地對(duì)測(cè)量的輸出信號(hào)產(chǎn)車一定的干擾,強(qiáng)度可以達(dá)到滿量程的0.2%。在一些模擬控制系統(tǒng)中，它的影響程度不明顯，可以忽略。若對(duì)高精度的數(shù)字式控制系統(tǒng)，它的影響程度是徊明顯的，甚至于影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須予以消除。
一、輸出信號(hào)的特點(diǎn)
計(jì)算機(jī)通過(guò)AD采集&得到的磁致伸縮傳感器的輸出信號(hào)，此時(shí)磁環(huán)與測(cè)桿處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)量的穩(wěn)定值為2920,AD卡的模數(shù)轉(zhuǎn)換粘度為±1;干擾脈沖的峰值為4、周期約2ms,是一個(gè)頻率較高的干擾；每個(gè)干擾周期內(nèi)，干擾段與正常段之比為1：4。若測(cè)量點(diǎn)落入正常段，獲得的測(cè)量值是正確值，否則為干擾值?？梢?jiàn)釆用單次測(cè)量方法，得到非正常值的機(jī)率是比較高的，接近20%。因此在高精度的測(cè)量場(chǎng)合下，測(cè)量一個(gè)位置值，是進(jìn)行連續(xù)的多次測(cè)量，得出一組測(cè)量值，并使這組測(cè)量值至少包含一個(gè)干擾周期，以便從中獲得一個(gè)能夠代表正確值的測(cè)量值。這組測(cè)量值中的最小值，就是正確的測(cè)量值，即測(cè)量信息特征值。
得出的正確測(cè)量值，還應(yīng)進(jìn)行必要的平滑濾波，以避免測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的意外干擾。本文的濾波方法就是基于此思路實(shí)現(xiàn)的。
二、濾波算法
1、樣間隔T的選取
采樣間隔T應(yīng)以香農(nóng)采樣定理為確定的依據(jù)，以使采樣的數(shù)據(jù)能正確的反映實(shí)際情況，這對(duì)于動(dòng)態(tài)測(cè)量尤為重要。根據(jù)圖1的特性，可以計(jì)算來(lái)能夠正確反映被測(cè)信號(hào)的樣間隔7=0.1ms?考慮到釆樣的目的是獲取信號(hào)中的最小值，樣間隔T可以適當(dāng)加大，提高采樣效率。取T為0.25ms,每組采樣數(shù)為8個(gè)，
是比較合適的。
2,濾波框圖
濾波框圖的AD為當(dāng)前時(shí)刻的測(cè)量值。
三、試驗(yàn)驗(yàn)證
根據(jù)上節(jié)濾波算法編制的軟件，在兩個(gè)典型的測(cè)量場(chǎng)合中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。對(duì)磁環(huán)處于靜態(tài)時(shí)的靜態(tài)特性測(cè)量，對(duì)磁環(huán)處于運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量。每組圖中，上圖是原始測(cè)量曲線，下圖為通過(guò)濾波算法后得出的測(cè)量曲線。
本算法具有良好的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，同時(shí)還減輕了AD釆集卡的轉(zhuǎn)換精度對(duì)測(cè)量精度的影響。本算法不僅具有良好的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，同時(shí)還具有良好的動(dòng)態(tài)測(cè)量特性。
四、結(jié)論
試驗(yàn)結(jié)果表明，木文提出的基丁特征值提取的平滑濾波的數(shù)字濾波方法，具算法簡(jiǎn)潔、測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)特性好的特點(diǎn)，很好地解決了磁致伸縮傳感器輸出信號(hào)的濾波問(wèn)題。同時(shí)也說(shuō)明，通過(guò)合適的濾波方法，能夠使該類傳感器充分發(fā)揮測(cè)量精度高的特點(diǎn)，有助于擴(kuò)展其在高精度測(cè)量場(chǎng)合中的應(yīng)用。
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