[发明专利]一种无需角度位置信息的圆度测量信号处理方法

说明书

本发明提供的无需角度位置信息的圆度测量信号处理方法及其系统，该方法包括步骤：获取圆度信号；对所述圆度信号进行预处理；基于预处理后的圆度信号，采用傅里叶变换计算其圆度测量信号的周期Tr。该系统包括获取模块，用于获取圆度信号；预处理模块，与所述获取模块相连，用于对所述圆度信号进行预处理；计算模块，与所述预处理模块相连，用于基于预处理后的圆度信号，采用傅里叶变换计算其圆度测量信号的周期Tr。本发明能够准确获得无需角度位置信息的圆度测量信号处理方法，其可以充分减小圆周闭合性问题引入的误差，从而为现场圆度测量精度的提高奠定基础，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。

技术领域

本发明属于几何量精密测量领域，具体涉及一种无需角度位置信息的圆度测量信号处理方法及其系统。

背景技术

圆度测量技术是现代几何量测量技术的一个重要组成部分，通常以圆度仪精密主轴的回转轮廓线作为评定基准。圆度测量技术在实验室的应用较为成熟，当匀速转动的圆周起止信号已知或者能获取圆度仪的角度位置信号的情况下，都很容易获得准确的信号周期。

但对于实际现场测量而言，受环境和装置限制，如测头漂移、噪声、无角度位置测量手段等，会出现圆周封闭困难的问题，无法实现回转误差的高精度测量。

传统的简易方法采用电感表对径读数并加以运算处理得到回转轴系的径向跳动，但严格讲，仅90°、180°、270°和360°这四个位置的读数并不能完整代表整个轴的信息，也不符合国际标准ISO 12181-1和ISO 12181-2的定义。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以准确获得无角度位置信息的圆度测量信号周期，从而为现场圆度测量精度的提高奠定基础。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

本发明提供一种无需角度位置信息的圆度测量信号处理方法，包括：

S10、获取圆度信号；

S20、对所述圆度信号进行预处理；

S30、基于预处理后的圆度信号，采用傅里叶变换计算其圆度测量信号的周期Tr。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S30包括：

S31、对预处理后的测量信号，进行快速傅里叶变换(FFT)，得到回转运动的近似周期T；

S32、通过采样总时间和采样点数得出采样间隔Ts，用近似周期T和采样间隔Ts计算出一个近似周期内的数据个数N；

S33、根据数据个数N在预设范围内选取多个待确定数据个数N_i；

S34、通过相关系数在所述多个待确定数据个数N_i中确定周期数据个数；

S35、根据所述周期数据个数及采样间隔Ts获取信号的周期Tr。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S34中的预设范围为(3/5)*N到(7/5)*N。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S34具体包括：

对预处理后的信号连续截取两段N_i长度的数据，记为x和y，计算x和y的相关系数r，相关系数r最接近1时对应的N_i即为周期数据个数。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S30之后，包括：利用最小二乘法或最小区域法来评价圆度。

本发明还提供一种无需角度位置信息的圆度测量信号处理系统，包括：

获取模块，用于获取圆度信号；