振频法索力测量系统中数据采样参数匹配研究.pdf

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1、2011年第3O卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)23振频法索力测量系统中数据采样参数匹配研究刘琳，陈伟民，章鹏，胡顺仁(重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400044)摘要：利用振频法进行索力测量，数据采样参数设置不当会大大降低基频识别精度进而降低索力测量精度。在分析采样参数即采样率和采样数对基频识别精度影响的基础上，根据奈奎斯特定律，兼顾测量实时性和有限的数据存储空间，提出最优化数据采样参数匹配方法，以提高测量精度。对马桑溪长江大桥斜拉索索力进行现场测试，结果表明：按照最优的参数匹配方法进行合理的

2、参数设置，索力测量精度至少提高2倍，具有较好的工程应用价值。关键词：振频法；索力测量；采样参数；精度；分辨力中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1000--9787(2011)02-0023-03StudyondatasamplingparametersmatchingforthecabletensionmeasuringsystembyfrequencymethodLIULin，CHENWei—min，ZHANGPeng，HUShun—ren(KeyLaboratoryforOpto·electronicTechnology&SystemsofMinistryofEduca

3、tion，SchoolofOpto-electronicEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)AbstractTheimpropersettingofdatasamplingparameterswillgreatlyreducethemeasurementprecisionofcabletensionusingfrequencymethod，becauseitisnotpropitiousfortheidentificationoffundament~~equency．Onthebasisoftheanalysiso

4、ntheeffectsofdatasamplingparameters，i．e．sampling~equencyandamountofsamplingdata，ontheidentificationprecisionoffundamental~equency，andaccordingtoNyquistlaw，anoptimalmatchingmethodofsettingdatasamplingparametersisputforwardtoimprovethemeasurementprecision，whichhasconsideredreal—timemeasurementandl

5、imitedstoragecapacityatthesametime．ThetestingresultsofMasangxiChangjiangRiverBridgeprovethatthemeasurementprecisionisimprovedbyatleast2timeswiththismethod，whichhasgoodapplicationvalueinengineering．Keywords：~equeneymethod；cabletensionmeasurement；samplingparameters；precision；resolution0引言响，提出最优的数据

6、采样参数匹配方法。拉索是斜拉桥的主要受力构件之一，其张力反映整个1振频法索力测量原理与精度分析．桥面结构的内力分布和线型，直接关系到斜拉桥主梁和塔振频法根据弦振动原理，由拉索动力平衡微分方程和柱的受力状况，也关系到斜拉桥的使用寿命。因此，索力是拉索两端的支承条件确定拉索自振频率与索力的关系。评价斜拉桥健康状况的重要技术指标之一，精确测定索力假设一拉索长为、线密度为p、抗弯刚度为、所受拉对了解斜拉桥的工作状态十分重要j。索力检测的方法力为，如图l所示，拉索动力平衡微分方程可表示为有多种，其中，频率法因简便易行，适合长期监测等特点得P+E／一=。，㈩到广泛应用J。通过振动响应信号，由频谱分

7、析得到拉索式中为长度方向的坐标；“(，t)为垂直于长度方向的的振动基频，根据振动频率与索力的关系求得索力J。坐标；t为时间，s。这一过程中，若数据处理方法的采样参数设置不当，会对求拉索支承条件近似为两端铰接，边界条件为：(0)=晰拉索自振频率造成严重的误差，影响索力测量结果的精0，，(0)=0，(L)一0，L)一0，则方程(1)的解为j。。。为降低数据处理方法带来的误差，提高振频法测r，：一()．(2)量索力的精度，有必要研究数据采样对索力测量