本發(fā)明涉及一種角速度檢測裝置及其角速度數(shù)據(jù)的處理方法。

背景技術(shù)：

目前工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用速度傳感器實施旋轉(zhuǎn)件的速度檢測，速度傳感器將速度或角速度物理量轉(zhuǎn)換成電信號輸出，從而用于實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的自動控制等目的。但是，目前電信號的傳輸大多采用單路單發(fā)的傳輸方式，其檢測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測時間長，信號傳輸易受干擾，降低了檢測精度，影響了生產(chǎn)設(shè)備的精確自動控制；此外，對于角速度數(shù)據(jù)的處理較為簡單，尤其是異常數(shù)值的處理缺乏有效的剔除方法，影響角速度數(shù)據(jù)的準確獲得。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種角速度檢測裝置及其角速度數(shù)據(jù)處理方法，本裝置采用多路并發(fā)全通道數(shù)據(jù)傳輸，克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式的缺陷，避免信號傳輸干擾，提高了檢測效率及精度；本方法對角速度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，有效剔除異常數(shù)值，準確獲取角速度數(shù)據(jù)，保證了生產(chǎn)設(shè)備的精確自動控制。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明角速度檢測裝置包括至少兩個速度傳感器、至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、RS485接口模塊、數(shù)據(jù)采集器和信號電纜，所述至少兩個速度傳感器的信號輸出端分別連接所述至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，所述至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸出端通過所述信號電纜連接所述RS485接口模塊的輸入端，所述RS485接口模塊的輸出端連接所述數(shù)據(jù)采集器。

進一步，所述速度傳感器為旋轉(zhuǎn)變壓器。

進一步，所述信號電纜是帶屏蔽層的信號排線。

進一步，所述速度傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別是四個。

進一步，所述數(shù)據(jù)采集器是中央數(shù)據(jù)處理模塊。

一種由上述檢測裝置獲取的角速度數(shù)據(jù)的處理方法包括如下步驟：

步驟一、數(shù)據(jù)采集器對接收的角速度數(shù)據(jù)進行排序，設(shè)定在單位時間T內(nèi)共輸入n個角速度數(shù)據(jù)，n≥4，將n個角速度數(shù)據(jù)從小到大排列，得到角速度數(shù)據(jù)序列[W₁、W₂……W_n]；

步驟二、計算角速度數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)Q₂，Q₂是位于角速度數(shù)據(jù)序列中間的一個數(shù)據(jù)點，如n為奇數(shù)，即n=2k+1，則取Q₂=W_k+1，如n為偶數(shù)，即n=2k，則取Q₂=(W_k+W_k+1)/2；

步驟三、計算角速度數(shù)據(jù)序列的下四分位數(shù)Q₁，下四分位數(shù)表示在角速度數(shù)據(jù)序列中有不超過1/4的數(shù)據(jù)小于這個數(shù)，如n能被4整除，即n=4j，則取Q₁=W_j，如n不能被4整除，即n=4j+i，其中i≤3，則取Q₁=(W_j+W_j+1)/2；

步驟四、計算角速度數(shù)據(jù)序列的上四分位數(shù)Q₃，上四分位數(shù)表示在角速度數(shù)據(jù)序列中有不超過1/4的數(shù)據(jù)大于這個數(shù)，如n能被4整除，即n=4j，則取Q₃=W_n-j+1，如n不能被4整除，即n=4j+i，其中i≤3，則取Q₃=(W_n-j+W_n-j+1)/2；

步驟五、計算角速度數(shù)據(jù)序列的內(nèi)圍[X₁,X₂]和外圍[Y₁,Y₂]

X₁=Q₁-1.5(Q₂-Q₁)，X₂=Q₃+1.5(Q₂-Q₁)，

Y₁=Q₁-3(Q₂-Q₁)，Y₂=Q₃+3(Q₂-Q₁)；

步驟六，異常角速度數(shù)據(jù)剔除，將角速度數(shù)據(jù)序列[W₁、W₂……W_n]中既不在內(nèi)圍[X₁,X₂]又不在外圍[Y₁,Y₂]的數(shù)據(jù)作為異常值全部剔除；

步驟七、將剔除了異常值的各角速度數(shù)據(jù)取平均值作為檢測得到的角速度數(shù)據(jù)。

由于本發(fā)明角速度檢測裝置及其角速度數(shù)據(jù)處理方法采用了上述技術(shù)方案，即本裝置的至少兩個速度傳感器的信號輸出端連接至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸出端通過信號電纜連接RS485接口模塊的輸入端， RS485接口模塊的輸出端連接數(shù)據(jù)采集器。本方法將角速度數(shù)據(jù)從小到大排列，得到角速度數(shù)據(jù)序列，分別計算角速度數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)、上四分位數(shù)和下四分位數(shù)，并據(jù)此算出角速度數(shù)據(jù)序列的內(nèi)圍和外圍，剔除不在內(nèi)圍和外圍的異常角速度數(shù)據(jù)，其余角速度數(shù)據(jù)取平均值作為檢測得到的角速度數(shù)據(jù)。本裝置采用多路并發(fā)全通道數(shù)據(jù)傳輸，克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式的缺陷，避免信號傳輸干擾，提高了檢測效率及精度；本方法對角速度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，有效剔除異常數(shù)值，準確獲取角速度數(shù)據(jù)，保證了生產(chǎn)設(shè)備的精確自動控制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

圖1為本發(fā)明角速度檢測裝置的原理框圖。

具體實施方式

實施例如圖1所示，本發(fā)明角速度檢測裝置包括至少兩個速度傳感器、至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、RS485接口模塊、數(shù)據(jù)采集器和信號電纜，所述至少兩個速度傳感器的信號輸出端分別連接所述至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，所述至少兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸出端通過所述信號電纜連接所述RS485接口模塊的輸入端，所述RS485接口模塊的輸出端連接所述數(shù)據(jù)采集器。

優(yōu)選的，所述速度傳感器為旋轉(zhuǎn)變壓器。

優(yōu)選的，所述信號電纜是帶屏蔽層的信號排線，以屏蔽生產(chǎn)現(xiàn)場對信號傳輸?shù)母蓴_，提高數(shù)據(jù)傳輸精度。

優(yōu)選的，所述速度傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別是四個。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集器是中央數(shù)據(jù)處理模塊，如工控微電腦，用于對多路并發(fā)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行后續(xù)處理，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的自動控制。

本檢測裝置使用時，速度傳感器設(shè)于待測速度的旋轉(zhuǎn)件上，將旋轉(zhuǎn)件的速度或角速度物理量電信號輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后以多路并發(fā)的形式輸入RS485接口模塊，從而可以實現(xiàn)多路并發(fā)全通道的信號傳輸，RS485模塊接口將數(shù)字信號輸入數(shù)據(jù)采集器實施進一步處理，從而避免信號傳輸干擾，縮短檢測時間、降低工作強度。

一種由上述檢測裝置獲取的角速度數(shù)據(jù)的處理方法包括如下步驟：

步驟一、數(shù)據(jù)采集器對接收的角速度數(shù)據(jù)進行排序，設(shè)定在單位時間T內(nèi)共輸入n個角速度數(shù)據(jù)，n≥4，將n個角速度數(shù)據(jù)從小到大排列，得到角速度數(shù)據(jù)序列[W₁、W₂……W_n]；

步驟二、計算角速度數(shù)據(jù)序列的中位數(shù)Q₂，Q₂是位于角速度數(shù)據(jù)序列中間的一個數(shù)據(jù)點，如n為奇數(shù)，即n=2k+1，則取Q₂=W_k+1，如n為偶數(shù)，即n=2k，則取Q₂=(W_k+W_k+1)/2；

步驟三、計算角速度數(shù)據(jù)序列的上四分位數(shù)Q₁，上四分位數(shù)表示在角速度數(shù)據(jù)序列中有不超過1/4的數(shù)據(jù)小于這個數(shù)，如n能被4整除，即n=4j，則取Q₁=W_j，如n不能被4整除，即n=4j+i，其中i≤3，則取Q₁=(W_j+W_j+1)/2；

步驟四、計算角速度數(shù)據(jù)序列的下四分位數(shù)Q₃，下四分位數(shù)表示在角速度數(shù)據(jù)序列中有不超過1/4的數(shù)據(jù)大于這個數(shù)，如n能被4整除，即n=4j，則取Q₃=W_n-j+1，如n不能被4整除，即n=4j+i，其中i≤3，則取Q₃=(W_n-j+W_n-j+1)/2；

步驟五、計算角速度數(shù)據(jù)序列的內(nèi)圍[X₁,X₂]和外圍[Y₁,Y₂]

X₁=Q₁-1.5(Q₂-Q₁)，X₂=Q₃+1.5(Q₂-Q₁)，

Y₁=Q₁-3(Q₂-Q₁)，Y₂=Q₃+3(Q₂-Q₁)；

步驟六，異常角速度數(shù)據(jù)剔除，將角速度數(shù)據(jù)序列[W₁、W₂……W_n]中既不在內(nèi)圍[X₁,X₂]又不在外圍[Y₁,Y₂]的數(shù)據(jù)作為異常值全部剔除；

步驟七、將剔除了異常值的各角速度數(shù)據(jù)取平均值作為檢測得到的角速度數(shù)據(jù)。

本方法采用統(tǒng)計學(xué)原理對由角速度檢測裝置獲取的角速度數(shù)據(jù)進行處理，分位數(shù)是反映統(tǒng)計數(shù)據(jù)的集中趨勢的一種測度，通過四分位數(shù)基本能反映整個樣本數(shù)據(jù)的分布情況，四分位數(shù)在統(tǒng)計中具有十分重要的作用和意義。本方法對獲取的角速度數(shù)據(jù)進行四分位數(shù)計算，并據(jù)此得到角速度數(shù)據(jù)的有效內(nèi)圍和外圍區(qū)間，剔除內(nèi)圍和外圍區(qū)間外的角速度數(shù)據(jù)，其余角速度數(shù)據(jù)取平均值即可得到有效、準確的角速度數(shù)據(jù)。經(jīng)本方法處理的角速度數(shù)據(jù)真實、有效，克服了傳統(tǒng)角速度數(shù)據(jù)獲取后處理繁瑣、費時的缺陷，保證了生產(chǎn)設(shè)備的精確自動控制。