Test de machine dynamique (par exemple, test de fatigue des matériaux, analyse des vibrations structurelles), le signal du capteur est sensible au bruit thermique du circuit, aux interférences électromagnétiques environnementales, aux vibrations mécaniques, etc., entraînant des fluctuations aléatoires des données d'acquisition, masquant les caractéristiques réelles telles que la déformation des matériaux, les Variations de contrainte et autres. La réduction du bruit des données doit être équilibrée entre « supprimer le bruit» et « conserver le signal valide» - une réduction excessive du bruit peut perdre des détails clés et une réduction insuffisante du bruit peut affecter la précision de l'analyse.Logiciel de test de machine dynamiqueGrâce à l'optimisation algorithmique et à l'ajustement des paramètres, vous pouvez supprimer le bruit avec précision et restaurer la nature des données, ci - dessous un guide pratique.

I. Identification du bruit: localisation précise des sources de perturbation

Avant de réduire le bruit, vous devez localiser le type de bruit par la fonction d'analyse logicielle, évitez le traitement aveugle:

Jugement des caractéristiques du Domaine temporel: voir la courbe de données brutes dans le logiciel, s'il y a des bavures vives irrégulières (telles que le saut brusque de la courbe de contrainte ± 5 MPa après une récupération rapide), la plupart des interférences électromagnétiques (telles que les surtensions générées par l'ouverture du relais); Si la courbe dans son ensemble fluctue en douceur (par exemple, les données de déplacement flottent constamment de 0,01 mm), il peut s'agir du bruit thermique du circuit du capteur (corrélation positive avec la température et la largeur de bande).

Confirmation de l'analyse du Domaine fréquentiel: utilisez la fonction "analyse spectrale" du logiciel pour convertir les données du Domaine temporel en cartes du Domaine fréquentiel. S'il y a un pic significatif à 50hz / 60Hz, c'est une interférence électromagnétique de fréquence d'alimentation; Si l'énergie du bruit à haute fréquence (> 1 kHz) est significative, la plupart des perturbations à haute fréquence provoquées par des vibrations mécaniques; Si un bruit persistant apparaît dans la bande basse (< 100 Hz), il peut s'agir d'un bruit de contact résistif ou d'un bruit de scintillement de transistor.

II. Choix de l'algorithme: adaptation du schéma de réduction du bruit de la scène

L'algorithme de correspondance est choisi en fonction du type de bruit et de la demande de test, le schéma de base étant le suivant:

Filtrage de base: suppression du bruit régulier

Filtrage passe - Bas: adapté aux bruits à haute fréquence (par exemple, vibrations mécaniques), régler la fréquence de coupure dans le logiciel (par exemple, test de vibration structurelle à 500 Hz), filtrer les bruits au - dessus de cette fréquence et éviter le filtrage des signaux efficaces (par exemple, les pics de résonance du matériau);

Filtre Notch: cible pour éliminer les interférences de fréquence d'alimentation, entrée 50hz / 60Hz fréquence centrale, largeur de bande de 5 - 10hz, peut supprimer avec précision les interférences du réseau électrique et n'affecte pas les autres signaux de bande.

Traitement avancé: faire face à des bruits complexes

Filtre de moyenne glissante: l'effet sur le bruit thermique aléatoire est évident, la taille de la fenêtre est définie dans le logiciel (par exemple, 10 - 50 points de données), la courbe est lissée en moyenne par les données adjacentes, la fenêtre sur - Assemblée entraîne une hystérésis du signal (par exemple, le retard de pic de déformation apparaît dans le test de fatigue);

Réduction du bruit par seuil d'ondelettes: adaptation d'un scénario contenant un signal muté (comme une chute de contrainte au moment de la rupture du matériau), le logiciel décompose automatiquement les données en coefficients d'ondelettes à différentes échelles, met un seuil à zéro pour les coefficients dominés par le bruit, conserve les données reconstruites par coefficient de signal, peut éviter les distorsions du signal résultant du filtrage traditionnel.

Iii. Optimisation des paramètres: équilibrez la réduction du bruit et la fidélité du signal

Après la détermination de l'algorithme, vous devez affiner les paramètres, vérifier l'effet par la fonction de prévisualisation du logiciel:

Adaptation des paramètres de filtrage: la fréquence de coupure de filtrage passe - Bas doit être supérieure de 20% à 30% à la fréquence la plus élevée du signal efficace (par exemple, la fréquence de coupure la plus élevée du signal efficace dans le test de choc des matériaux est de 300 Hz, la fréquence de coupure est fixée à 360 Hz); La taille moyenne glissante de la fenêtre est ajustée en fonction de la fréquence d'échantillonnage des données (à une fréquence d'échantillonnage de 1000 Hz, la fenêtre est placée à 20 points, ce qui correspond à un temps de lissage de 0,02 seconde).

Contrôle de seuil et itératif: dans la réduction du bruit en ondelettes, un seuil plus élevé est fixé pour le bruit en bande haute (par exemple, 0,1 fois le coefficient maximal) et un seuil plus bas est fixé pour le bruit en bande basse (par exemple, 0,05 fois); Activez la fonction de réduction du bruit par itération du logiciel (2 à 3 fois suffisent) pour comparer les données brutes après chaque itération et éviter de trop lisser les détails perdus (tels que de minuscules fluctuations de contrainte du point d'élasticité du matériau).

Iv. Vérification des effets: évaluation quantitative de la qualité de la réduction du bruit

Après la réduction du bruit, il est nécessaire de vérifier les indicateurs logiciels pour garantir la fiabilité des données:

Jugement de l'indicateur quantitatif: calcul du "rapport signal sur bruit (SNR)" avant et après la réduction du bruit, généré automatiquement par la fonction "data statistics" du logiciel, augmentation du SNR ≥ 10 dB pour la réduction effective du bruit; Regardez « erreur quadratique moyenne (rmse) », rmse ≤ 5% est qualifié par rapport aux signaux standard tels que les données de test du bloc d'étalonnage.

Vérification de la conformité des caractéristiques: comparer les paramètres clés avant et après la réduction du bruit (par exemple, la charge de rupture de l'essai de fatigue, la fréquence de résonance de l'essai de vibration), si l'écart est ≤ 2%, pour indiquer que la réduction du bruit n'a pas perdu de signal utile; En cas de déviation significative (par exemple, un décalage de 10 Hz de la fréquence de résonance), les paramètres de filtrage doivent être réajustés.

　　Logiciel de test de machine dynamiqueLa réduction du bruit doit suivre le processus « identification - sélection - Optimisation - vérification» pour fournir un support de données précis pour l'évaluation de la performance des matériaux et l'analyse de la fiabilité structurelle grâce au bruit de localisation précis, à l'algorithme d'adaptation et à l'ajustement des paramètres, à la fois pour supprimer efficacement les interférences et préserver les caractéristiques de base des données.