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电容式湿度传感器的谐波分析测量法

导读: 本文介绍了电容式湿度传感器的谐波分析测量法。 该测量法采用傅里叶变换完成了从测量数据中提取信号的工作,并在电容式湿度传感器测试系统中得到应用,可以有效地将干扰噪声从测量数据中分离出来,减少噪声干扰的影响,使信噪比得到较大提高。

  摘 要: 本文介绍了电容式湿度传感器的谐波分析测量法。 该测量法采用傅里叶变换完成了从测量数据中提取信号的工作,并在电容式湿度传感器测试系统中得到应用,可以有效地将干扰噪声从测量数据中分离出来,减少噪声干扰的影响,使信噪比得到较大提高。

 

  1 引 言

 

  电容式湿度传感器由于具有测湿范围宽、响应速度快、温漂小、稳定性好、使用方便等优点得到了广泛的应用。 湿度传感器生产企业在批量生产和降低成本上要解决的关键问题是产品批量检测问题。本文介绍了一种可用于电容式湿度传感器测量的谐波分析测量法。

  在电容式湿度传感器测量实际得到的测量信号中存在频率范围较宽的低频和高频干扰。 本文的谐波分析测量法是基于所测信号具有稳定频率(1kHz)的特点,通过对傅里叶变换得到的频谱进行重构,有效地将非信号频率的各种干扰消除,使信噪比得到较大提高,获得了理想的测量结果 。

 

  2 离散傅里叶变换

 

  数字频谱分析最基本的方法是傅里叶变换。 在分析带有许多不同频率的复杂信号时, 傅里叶变换是一种广泛应用而有效的信号处理方法。 对信号x ( t)的采样在有限长度的样本空间记录上进行, 将对x ( t)采样得到数据序列记为x ( n) ( n = 0, 1, 。, N- 1) 。 设信号的周期为T, 样本长度为N, 采样时间间隔为Δt,即T =NΔt,采样频率fs = 1 /Δt,则谱线的频率间隔Δf = 1 / T, 即在频域内其幅频曲线是由N条离散谱线独立组成的x ( n)的离散傅里叶变换为

  

  Xn 的离散傅里叶逆变换为

  

  离散傅里叶变换的意义在于可以对任意连续的时域信号进行抽样和截断, 然后进行傅里叶变换得到一系列离散型频谱,该频谱的包络线,就是原来连续信号真实频谱的估计值。

 

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