專利名稱：一種機械系統內部多路信號同步獲取方法
技術領域：
本發明屬于ー種傳感器信號獲取及處理技術，具體的是ー種機械系統內部多路信號同步獲取方法。
背景技術：
機械系統關鍵點的信號監測系統能為提高機械設備運行的可靠性與安全性，避免各種災難性事故，延長機電設備使用壽命，降低全壽命期維修費用等提供重要保障 。因此，適用的智能化在線監測系統的民用和軍事需求與日俱增。例如航空航天、核電站等一直堅持長期投入巨額資金開發機械裝備保障信息化系統。但傳統的監測系統一般是采用將用于分析和監測的傳感器安裝在機械傳動系統箱體的軸承座上來進行診斷與分析的方法，由于遠離所關心的信號源，所以存在強噪聲干擾、微弱損傷信號能量的傳遞損失、信號的復雜強耦合等問題。為了解決上述的關鍵共性科學技術問題與難題，最佳的辦法就是將傳感器直接安裝在所需檢測和監測的位置，感知機械系統內部信號的變化。該方法的難點在干特殊環境機械傳動系統的箱體封閉、安裝空間狹小、旋轉、高溫、高速、變速、變載、振動、潤滑油、潤滑油氣、等因素，限制了常規監測技術的應用。由于特殊環境機械傳動系統的上述特點，要求內置于機械系統中的信號采集及處理設備具有“小體積”的特點，由干“小體積”要求設備電路盡可能精簡，所以多采用單CPU中的多路A/D通道以“輪詢”的方式完成多個關鍵點數據的采樣，這就造成了多路A/D采樣困難。同時，多路信號需要時間同步處理。
發明內容
本發明正是針對上述難題，提出了ー種機械系統內部多路信號同步獲取方法，具有“小體積”的優點，能夠實現在封閉、狹小的機械傳動系統中同步獲取多路A/D信號，井能保證多路信號達到時間同步。Sinc插值原理設有函數g(x)，采樣定理表明，在滿足以下兩個條件時，就可以從g(x)的等間隔離散樣本中無失真的重建原始信號1)信號是帶限的，即信號的最高頻率有界；2)采樣頻率滿足奈奎斯特采樣率，即對信號的采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍。當滿足以上條件時，重建方程如(I)式
權利要求
1.一種機械系統內部多路信號同步獲取方法，其特征在于是按下列步驟進行；步驟一將數據采集及存儲器和至少二個傳感器固定于機械系統的旋轉件內部，每個傳感器和所述數據采集及存儲器的一個A/D數據采集通道相連接；各路傳感器分別輸出信號到數據采集及存儲器的各個A/D通道；步驟二 驅動機械系統工作，在旋轉件旋轉過程中，數據采集及存儲器中各路A/D數據 采集通道對各路傳感器信號采樣，各路采樣點數據統一存儲到所述數據采集及存儲器； 步驟三機械系統停止工作，將所述數據采集及存儲器的所有存儲數據導出到電腦中， 將各路A/D通道采樣點數據分離，分別保存于一個文件中，每一個文件對應存放一路所述 采樣點數據；步驟四對每一路采樣點數據進行“分段插值”處理，即將每一路數據分段，并進行“分 段插值”處理，組成每一路數據的分段數據線；步驟五在取下一段采樣點的時候，起始點為上一段的最后一個點，并按步驟四過程進 行插值；之后，將每段插值后的分段數據線連接起來，下一段的起始點與上一段的末尾點重 合，形成每一路數據的數據線；步驟六在完成每一路數據線的描述和繪制后，再對各路數據線的起始時間進行一致 性處理，獲得各種傳感信號在同一時間的對應波形，其處理方法是由于多路A/D采用“輪詢”方式等間隔采樣，需要將插值后各路A/D信號從T。處截斷， 即舍去T。前的數據，將T。作為新的時間0點，T。計算公式如⑷式所示，式中T為采樣周 期，CN為參與采樣的A/D通道數；At的計算如(5)式所示，其中T為采樣周期
2.根據權利要求1所述的一種機械系統內部多路信號同步獲取方法，其特征在于在 步驟五中，插值后，各路A/D采樣信號在一定誤差范圍內得以重構，各數據點間，包括采樣 和插值點間的時間差縮短為T/k，即時間分辨率為= T/k。
3.根據權利要求1所述的一種機械系統內部多路信號同步獲取方法，其特征在于步 驟四中，所述“分段插值”處理是先將每一路數據分段，每一段數據包含32個采樣點，采用sine插值法對每段數據進行 插值，插值公式如下
全文摘要
一種機械系統內部多路信號同步獲取方法，其特征在于是按下列步驟進行各路傳感器分別輸出信號到數據采集及存儲器的各個A/D通道；各路采樣點數據統一存儲到數據采集及存儲器；將所有存儲數據導出到電腦中，將各路A/D通道采樣點數據分離，分別保存于一個文件中，每一個文件對應存放一路所述采樣點數據；對每一路采樣點數據進行“分段插值”處理，將離散序列連接起來，組成每一路數據的分段數據線；將每段插值后的分段數據線連接起來，形成每一路數據的數據線，再對各路數據線的起始時間進行一致性處理。發明的顯著效果是具有“小體積”的優點，能夠實現在封閉、狹小的機械傳動系統中同步獲取多路A/D信號，并能保證實測多路信號達到時間同步。
文檔編號H03M1/12GK102664630SQ20121012863
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者劉曉明, 徐馭航, 王亮, 王姍姍, 胡磊, 邵毅敏, 韓術 申請人:重慶大學