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[摘 要]随机信号采集过程中，常出现漂移、毛刺等无法避免的异常信号，不便于数据的后期应用，本文介绍了对数据进行预处理的方法。
[关键词]数据测试 数据预处理
中图分类号：TM733 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0213-01
1 引言
在信号采集系统中存在着很多不确定的因素（缺陷）导致采集的数据完全失效或难以反映测量对象的真实状态。一个好的数据可以按照如下定义进行评判：数据应该涵盖产品所有的工作状况，可以对产品耐久性、用户满意度以及性能改进产生影响。本文涉及到了信号采集及数据的预处理。
2 信号采集设备简介
数据采集时，将传感器同信号调理器相连，通过调理器可对传感器采集的信号进行幅值放大和滤波，并最终将数据存储在数据记录仪中。目前广泛采用的是数字型数据记录仪，最高采样频率一般在1，000Hz左右。一个好的现场数据记录仪，如SoMat、eDAQ，是进行实验室结构测试的基础。要想从采集到完整有意义的信息，有几点需注意：
a.采样频率的选取。
数据波形峰值点的分辨为数据采集的重点，要想获得好的峰值分辨率，采样频率就一定要设置为信号所关心最大频率的10倍。
b.滤波器的设定。
通过设置合理的滤波器，可以过滤掉任何一种我们不希望的或毫不相干的噪声信号输入。
c.传感器特性和灵敏度的输入。
在开始数据采集之前，应该对传感器进行调零处理（消除零漂）。当车辆处于静止状态时，所有的传感器的输出都应该保证在零值。但是在实际情况下，有一些传感器（例如应变片）由于静态载荷的影响会产生一定的偏移量。实际工作中一个好的处理方法就是事先记录下传感器的静态偏移量，然后将传感器调零。
d.标定传感器。
对传感器进行标定，利用传感器标定曲线将传感器电压变化转化为应变、加速度或其他物理信号。
3 数据分软件简介
nCode GlyphWorks是用于工程测试数据处理和分析的一个功能强大的软件系统，并擅长于疲劳和耐久专业分析的特定应用。GlyphWorks可直接处理兆字节的多种格式的数据，并以最终报告的形式生成结果。GlyphWorks提供一个图形化、以进程为导向的工作环境，用户只需拖拉相关的分析模块即可创建分析工作流程。
4 数据分析
在实际的测试所得信号过程中经常会出现问题，这些问题直接影响数据分析结果，我们可以根据具体情况提出可行的解决方法。
4.1 漂移
零点漂移是数据测试中最常见的问题之一。
nCode GlyphWorks提供了两种去除漂移的方法，图1为使用滤波器去漂移，图2为使用动态均值的方式去漂移，两种方式都能取得良好的效果，使用时自己斟酌。
4.2 毛刺
有时测试信号出现突然变大的异常现象，称为毛刺。信号出现毛刺的原因大多情况下是因为引线松脱或者粘贴有虚空现象。
nCode GlyphWorks为工程师提供自动探测并修正毛刺的模块，主要包含以下几种方式：
a.振幅门槛值探测；
b.微分（梯度）门槛值探测；
c.统计门槛值探测；
d.峰度因子门槛值探测。
探测并修正毛刺的方法有多种，但没有任何一种方法能精确的探测到所有的毛刺信号，所以使用幾种方式的交互模式进行探测，确保信号处理过程中的有效性。
4.3 小概率数据
数理统计是伴随着概率论的发展而发展起来的一个数学分支，研究如何有效的收集、整理和分析受随机因素影响的数据，并对所考虑的问题作出推断或预测，为采取某种决策和行动提供依据或建议。
现引用控制方式对采集到得数据进行筛选，以删除不可能发生的数据，表1为控制方式的不合格率。
使用nCodeGlyphWorks提供的计算模块，并编辑经验公式（1）对数据进行筛选。
（1）
式中：channalN为时域信号；
Mean表示时域信号的均值；
SDev为时域信号的标准差；
L为控制方式，取1，2，3，4，5，6。
编辑时，通过更改L值，对数据有效性进行筛选，最终得到的数据为真实可靠数据。当数据量小于1000时，L取3，当数据量大于1000，小于100万时，L取4，当数据量为大于100万的海量数据时，L取6。
图4为控制方式与常规方式对数据进行处理的对比结果，其中，蓝色数据为控制方式，红色数据为常规方式，通过对比可见，控制方式删除了部分小概率数据。
5 结论
通过应用Glyphworks数据分析软件对动态随机信号的数据进行预处理，去除了数据中的漂移、毛刺等无法避免的异常信号及小概率数据，得到理想的测试数据结果，保证了数据的真实可靠，方便了数据在后期应用于汽车零部件强度、耐久性等方面的分析。
6 致谢
感谢部门领导对我工作的支持和认可，感谢同事们在整个测试过程中给予的帮助。
参考文献
[1] 冯超，邬惠乐，余志生，等.汽车工程手册试验篇[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 张公绪，孙静.质量工程师手册[M].北京：企业管理出版社，.
[关键词]数据测试 数据预处理
中图分类号：TM733 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0213-01
1 引言
在信号采集系统中存在着很多不确定的因素（缺陷）导致采集的数据完全失效或难以反映测量对象的真实状态。一个好的数据可以按照如下定义进行评判：数据应该涵盖产品所有的工作状况，可以对产品耐久性、用户满意度以及性能改进产生影响。本文涉及到了信号采集及数据的预处理。
2 信号采集设备简介
数据采集时，将传感器同信号调理器相连，通过调理器可对传感器采集的信号进行幅值放大和滤波，并最终将数据存储在数据记录仪中。目前广泛采用的是数字型数据记录仪，最高采样频率一般在1，000Hz左右。一个好的现场数据记录仪，如SoMat、eDAQ，是进行实验室结构测试的基础。要想从采集到完整有意义的信息，有几点需注意：
a.采样频率的选取。
数据波形峰值点的分辨为数据采集的重点，要想获得好的峰值分辨率，采样频率就一定要设置为信号所关心最大频率的10倍。
b.滤波器的设定。
通过设置合理的滤波器，可以过滤掉任何一种我们不希望的或毫不相干的噪声信号输入。
c.传感器特性和灵敏度的输入。
在开始数据采集之前，应该对传感器进行调零处理（消除零漂）。当车辆处于静止状态时，所有的传感器的输出都应该保证在零值。但是在实际情况下，有一些传感器（例如应变片）由于静态载荷的影响会产生一定的偏移量。实际工作中一个好的处理方法就是事先记录下传感器的静态偏移量，然后将传感器调零。
d.标定传感器。
对传感器进行标定，利用传感器标定曲线将传感器电压变化转化为应变、加速度或其他物理信号。
3 数据分软件简介
nCode GlyphWorks是用于工程测试数据处理和分析的一个功能强大的软件系统，并擅长于疲劳和耐久专业分析的特定应用。GlyphWorks可直接处理兆字节的多种格式的数据，并以最终报告的形式生成结果。GlyphWorks提供一个图形化、以进程为导向的工作环境，用户只需拖拉相关的分析模块即可创建分析工作流程。
4 数据分析
在实际的测试所得信号过程中经常会出现问题，这些问题直接影响数据分析结果，我们可以根据具体情况提出可行的解决方法。
4.1 漂移
零点漂移是数据测试中最常见的问题之一。
nCode GlyphWorks提供了两种去除漂移的方法，图1为使用滤波器去漂移，图2为使用动态均值的方式去漂移，两种方式都能取得良好的效果，使用时自己斟酌。
4.2 毛刺
有时测试信号出现突然变大的异常现象，称为毛刺。信号出现毛刺的原因大多情况下是因为引线松脱或者粘贴有虚空现象。
nCode GlyphWorks为工程师提供自动探测并修正毛刺的模块，主要包含以下几种方式：
a.振幅门槛值探测；
b.微分（梯度）门槛值探测；
c.统计门槛值探测；
d.峰度因子门槛值探测。
探测并修正毛刺的方法有多种，但没有任何一种方法能精确的探测到所有的毛刺信号，所以使用幾种方式的交互模式进行探测，确保信号处理过程中的有效性。
4.3 小概率数据
数理统计是伴随着概率论的发展而发展起来的一个数学分支，研究如何有效的收集、整理和分析受随机因素影响的数据，并对所考虑的问题作出推断或预测，为采取某种决策和行动提供依据或建议。
现引用控制方式对采集到得数据进行筛选，以删除不可能发生的数据，表1为控制方式的不合格率。
使用nCodeGlyphWorks提供的计算模块，并编辑经验公式（1）对数据进行筛选。
（1）
式中：channalN为时域信号；
Mean表示时域信号的均值；
SDev为时域信号的标准差；
L为控制方式，取1，2，3，4，5，6。
编辑时，通过更改L值，对数据有效性进行筛选，最终得到的数据为真实可靠数据。当数据量小于1000时，L取3，当数据量大于1000，小于100万时，L取4，当数据量为大于100万的海量数据时，L取6。
图4为控制方式与常规方式对数据进行处理的对比结果，其中，蓝色数据为控制方式，红色数据为常规方式，通过对比可见，控制方式删除了部分小概率数据。
5 结论
通过应用Glyphworks数据分析软件对动态随机信号的数据进行预处理，去除了数据中的漂移、毛刺等无法避免的异常信号及小概率数据，得到理想的测试数据结果，保证了数据的真实可靠，方便了数据在后期应用于汽车零部件强度、耐久性等方面的分析。
6 致谢
感谢部门领导对我工作的支持和认可，感谢同事们在整个测试过程中给予的帮助。
参考文献
[1] 冯超，邬惠乐，余志生，等.汽车工程手册试验篇[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2] 张公绪，孙静.质量工程师手册[M].北京：企业管理出版社，.