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GB／T 20485.43-2021 振动与冲击传感器校准方法 第43部分：基于参数辨识的加速度计校准.pdf简介：

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振动与冲击传感器校准方法 第43部分：基于参数辨识的 加速度计校准

振动与冲击传感器校准方法

振动与冲击传感器校准方法 第43部分：基于参数辨识的 加速度计校准

485.432021/ISO1606

TCECS 608-2019标准下载件1：基于蒙特卡洛法的分布传递［Uncertaintyofmeasurement一Part3：Guidetotheexpressionof uncertainty in measurement(GUM:1995)—Supplement1:Propagation of distributions using a Monte Carlo methodi

1：基于蒙特卡洛法的分布传递［Uncertaintyofmeasurement一Part3：Guidetotheexpression certaintyinmeasurement(GUM:1995)—Supplement1:Propagation of distributions using aMo rlomethod7

85.432021/ISO16063

b,C1,C2,A 离散时域数据的参数 >（> 用于时域参数估计值的替代参数 加权最小二乘法拟合的的估计 V; 估计参数的协方差矩阵 2 相对采样率归一化的角频率 X2 加权平方残差的和 y 在k时刻基于估计参数计算出的传感器的输出 6.c b和c的最佳估计（见9.2)

5,C1,C2,A 离散时域数据的参数 用于时域参数估计值的替代参数 加权最小二乘法拟合的的估计 估计参数√的协方差矩阵 Q 相对采样率归一化的角频率 X 加权平方残差的和 y 在k时刻基于估计参数计算出的 ， b和c的最佳估计（见9.2)

5典型频率响应和瞬态激励分析

图2采用图形方式显示了三种可能的冲击激励信号，以及它们各自的频谱与典型传感器频率响应 的对照图。该图显示了频谱密度曲线的幅值质心在典型加速度计灵敏度曲线上的投影。这说明采用基 于冲击校准的传感器单一值特征不能充分描述其动态特性

永宽单极性、中脉宽双极性和窄脉宽双极性冲击信

点在典型加速度计灵敏度响应曲线上投影的频域

c）典型加速度计对应的冲击灵敏度（峰值比） 图2三种不同油击信号的比较

图2三种不同冲击信号的比较

D485.432021/ISO1606

+200元+=pa（t）

阻尼系数； 系统的谐振角频率； 机电转换因子。 这个方程将动态输出r（t)（如电荷或者电压)描述为加速度输人量a（t)的函数。 对于这样一个线性系统，在频域的传递函数H（i）与加速度幅值相互独立，由公式（2)给出

7.2基于正弦校准数据的参数辨识

μT=(μ1+μ2+μ3): W 280 0 0

μT=(μ1μ2μ3)= Zowo 0

则公式（3)转化成公式（5）：

Rm=R(S.pm),J.=J(Sm*pm)。 接着，按公式（8)构建被测量的转置向量： y=[R(SI*$),"*,R(SL.$L),J(S1.),",J(SL+$L)] .· (8) 假定S和为不相关的被测量，则其2L×2L的协方差矩阵V，如公式（9)所示：

u(R,) 0 u(R.,J) 0 0 u²(R.) u(R.,J.) ....(9) u(RJ.) u(J,) 0 0 u(R.,J.) 0 u(Jr.)

0 u²(R.) u(R,J.) u(R...)

的实部与虚部组成的2LX3的矩阵，如公式（10）

w 0 0 wi D: w1 0 2 0 WI

专换公式（4）能计算得到初始参数，如公式（1

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μ2 = VuiA

在公式（2)中，如将β替换为S。=p/w。会更加简便，式中S。为低频灵敏度。则相应的参 公式（14）所示：

由于公式（4)～公式（13)的逆变换是非线性的，与参数组相关的不确定度宜进行适） 采用参考文献[1]所描述的蒙特卡洛法进行不确定度计算。 图3给出了整个分析过程的流程示意图

图3基于正弦校准数据的参数辨识流程图

7.2.2基于解析传播律的参数不确定度

对于幅值S㎡的总扩展相对测量不确定度小于1%和相位的总测量不确定度小于2°的情况下，尽管 公式（13)具有很强的非线性关系，一般的不确定度传播律仍是可行的。 由公式（15）给出转换矩阵

式（16)能由协方差矩阵Vr计算参数的协方

dp dp dp aμ1 aμ2 aμs awo o awo A, aμ1 aμ2 aμs 00 ao a8 au aμ2 aμ3

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7.3基于频域冲击校准数据的辨识

7.3.1参数辨识

去遵循如公式（18)给出的从s平面向平面的双

Q=/f=wT为相对采样频率的归一化的角频率。 如公式（5)所示，经过一些替换后，这个频率响应的倒数G（e"）对于参数是线性的，如公式（22） 所示：

..........(22)

其中替换向量如公式（23）所示： T=[v1,V2+V3]=[1/b,C1/b,C2/6] ·（23） 利用这个频率响应的倒数，就可采用7.2中的通用方法进行解算。为了保持完整性，接下来将会更 加详细地描述。 假定X，和A，是采样时间序列与a各自对应的离散傅里叶变换（DFT)（n=0，1，，N一1）， 频率点所测得的放大器的复频率响应来消除适调放大器的影响，以补 偿公式（24)的响应。在使用交流耦合的适调放大器的时候，宜忽略n=0这一项，因为不存在其描述的 直流信号的分量X。。公式（22）表明了公式（24）所示的关系：

其中向量fT从公式（22)导出，见公式（25）

公式（24)与公式（5)类似。注意谨慎选择n为限制相关测量频率范围的过程提供了可能。 通过加权最小二乘拟合DB62／T 3136-2017 公路沥青路面施工技术规范，即极小化公式（26）得到参数向量√的估计值：