一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法与流程

本发明涉及一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，具体涉及用于电磁脉冲信号测量时，从微分传感器获取的数据中恢复被测脉冲信号的方法。

背景技术：

1、微分传感器在电磁脉冲信号测量领域应用广泛，具有无源、结构简单等优点，其输出为被测脉冲信号的微分。恢复被测信号的方法是对微分传感器获得的信号进行积分。积分的方法有硬件积分和软件积分两种，其中硬件积分通过积分电路实现，但积分电路将增加测量系统的复杂度，限制测量系统的带宽。软件积分通过数值积分实现，由于微分传感器获得的微分信号包含测量噪声，直接数值积分会造成误差的累积，结果误差较大甚至不可用。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决采用直接数值积分的方法，其所得结果受测量噪声影响较大的技术问题，提出一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法。

2、本发明的设计思路为：

3、在梯形积分方法基础上，根据脉冲信号的特点，利用脉冲信号前后的噪声信息，对微分信号进行预处理、去趋势和后处理，以减小测量噪声的影响，进而获得较高质量的数值积分信号。

4、为了完成上述构思，本发明所采用的技术方案：

5、一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

6、步骤1：对微分传感器采集到的微分信号f(k)，k＝1,2，…n进行截取，获得微分信号的本底噪声f(m)，m＝1，2，…t，t<(t0/δt),其中，t0为触发时刻，δt为采样间隔，k、m均为采样点，n取正整数；

7、步骤2：基于本底噪声f(m)，对微分信号f(k)进行修正，获得修正后的微分信号f0(k)；

8、步骤3：对修正后的微分信号f0(k)进行数值积分，得到f0(k)对应的积分序列f(k)；

9、步骤4：对积分序列f(k)进行去趋势处理得到去趋势处理后的序列f0(k)；

10、步骤5：从去趋势处理后的序列f0(k)中截取出序列f0(m)，m＝1，2，…t，并基于f0(m)，通过下列公式对f0(k)进行修正，获得被测电磁脉冲信号e(k)；

11、e(k)＝[f0(k)-c]δt k＝1,2…n

12、其中，c＝mean[f0(m)] m＝1,2…t，mean[]表示求平均。

13、进一步地，所述步骤2中，通过以下公式获得修正后的微分信号f0(k)：

14、f0(k)＝f(k)-c0 k＝1,2…n

15、其中，c0＝mean[f(m)] m＝1,2…t。

16、进一步地，步骤3中，所述数值积分方法为梯形积分。

17、进一步地，根据序列两端不包含脉冲信号，中间序列包含脉冲信号的原则，将步骤3中的积分序列f(k)分割为三段短序列，并对前后两端的短序列进行线性拟合后，获得拟合系数a，b，并通过下式计算去趋势处理后的f0(k)：

18、f0(k)＝f(k)-ak-b k＝1,2…n。

19、本发明的有益效果是：

20、1、本发明给出了一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，能够为电磁脉冲测量提供一种新的方法。

21、2、本发明较电路积分的方法具有成本低、精度高、不影响测量系统带宽性能等优势。

22、3、本发明提出的方法简单高效，算法可集成至后端数据采集程序，在试验现场依据测量结果实时给出数值积分结果。

技术特征：

1.一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，其特征在于，所述步骤2中，通过以下公式获得修正后的微分信号f0(k)：

3.根据权利要求1或2所述的一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，其特征在于：步骤3中，所述数值积分方法为梯形积分。

4.根据权利要求3所述的一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

技术总结
本发明涉及一种针对脉冲测量的微分信号数值积分方法；解决微分信号直接积分时结果受测量噪声影响较大的问题；具体包括步骤1：对微分传感器采集到的微分信号f(k)，k＝1,2，…N进行截取，获得微分信号的本底噪声f(m)，m＝1，2，…T，T<(T<subgt;0</subgt;/Δt),其中，T<subgt;0</subgt;为触发时刻，Δt为采样间隔；步骤2：基于本底噪声f(m)，对微分信号f(k)进行修正，获得修正后的微分信号f<subgt;0</subgt;(k)；步骤3：对f<subgt;0</subgt;(k)进行数值积分，得到微分信号f<subgt;0</subgt;(k)对应的积分序列F(k)；步骤4：对序列F(k)进行去趋势处理得到序列F<subgt;0</subgt;(k)；步骤5：从序列F<subgt;0</subgt;(k)中截取出序列F<subgt;0</subgt;(m)，m＝1，2，…T，并基于F<subgt;0</subgt;(m)，通过下列公式对F<subgt;0</subgt;(k)进行修正，获得被测电磁脉冲信号E(k)。

技术研发人员：杨静,朱志臻,苗建国,崔志同,聂鑫
受保护的技术使用者：西北核技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15