第章-智能儀器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)誤差校正和標(biāo)度變換ppt課件

1、l消除系統(tǒng)誤差的算法、非線性校正消除系統(tǒng)誤差的算法、非線性校正l工程量的標(biāo)度變換。工程量的標(biāo)度變換。l諸如頻譜估計(jì)、相關(guān)分析、復(fù)雜濾波等諸如頻譜估計(jì)、相關(guān)分析、復(fù)雜濾波等算法，閱讀數(shù)字信號(hào)處置方面的文獻(xiàn)。算法，閱讀數(shù)字信號(hào)處置方面的文獻(xiàn)。l系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差: :是指在一樣條件下，多次丈是指在一樣條件下，多次丈量同一量時(shí)其大小和符號(hào)堅(jiān)持不變或按量同一量時(shí)其大小和符號(hào)堅(jiān)持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。一定規(guī)律變化的誤差。l恒定系統(tǒng)誤差恒定系統(tǒng)誤差: :校驗(yàn)儀表時(shí)規(guī)范表存在校驗(yàn)儀表時(shí)規(guī)范表存在的固有誤差、儀表的基準(zhǔn)誤差等；的固有誤差、儀表的基準(zhǔn)誤差等；l變化系統(tǒng)誤差變化系統(tǒng)誤差: :儀表的零點(diǎn)和放大倍

2、數(shù)儀表的零點(diǎn)和放大倍數(shù)的漂移、溫度變化而引入的誤差等；的漂移、溫度變化而引入的誤差等；l非線性系統(tǒng)誤差非線性系統(tǒng)誤差: :傳感器及檢測(cè)電路傳感器及檢測(cè)電路如電橋被丈量與輸出量之間的非線如電橋被丈量與輸出量之間的非線性關(guān)系。性關(guān)系。l常用有效的丈量校準(zhǔn)方法，這些方法可常用有效的丈量校準(zhǔn)方法，這些方法可消除或消弱系統(tǒng)誤差對(duì)丈量結(jié)果的影響。消除或消弱系統(tǒng)誤差對(duì)丈量結(jié)果的影響。l由于傳感器、丈量電路、放大器等不可防由于傳感器、丈量電路、放大器等不可防止地存在溫度漂移和時(shí)間漂移，所以會(huì)給止地存在溫度漂移和時(shí)間漂移，所以會(huì)給儀器引入零位誤差和增益誤差。儀器引入零位誤差和增益誤差。 需求輸入添加一個(gè)多路開(kāi)關(guān)

3、電路。開(kāi)關(guān)的形需求輸入添加一個(gè)多路開(kāi)關(guān)電路。開(kāi)關(guān)的形狀由計(jì)算機(jī)控制。狀由計(jì)算機(jī)控制。 l1 1零位誤差的校正方法零位誤差的校正方法l在每一個(gè)丈量周期或中斷正常的丈在每一個(gè)丈量周期或中斷正常的丈量過(guò)程中，把輸入接地量過(guò)程中，把輸入接地( (即使輸入為即使輸入為零零) )，此時(shí)整個(gè)丈量輸入通道的輸出，此時(shí)整個(gè)丈量輸入通道的輸出即為零位輸出即為零位輸出( (普通其值不為零普通其值不為零)N0)N0；再把輸入接基準(zhǔn)電壓再把輸入接基準(zhǔn)電壓VrVr測(cè)得數(shù)據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)NrNr，并將并將N0N0和和NrNr存于內(nèi)存；然后輸入接存于內(nèi)存；然后輸入接VxVx，測(cè)得，測(cè)得NxNx，那么丈量結(jié)果可用下，那么丈量結(jié)果可用

4、下式計(jì)算出來(lái)。式計(jì)算出來(lái)。)(NoxNNoNrVrxVl其根本思想是丈量基準(zhǔn)參數(shù)，建立誤差校正模型，確定并存儲(chǔ)校正模型參數(shù)。在正式丈量時(shí)，根據(jù)丈量結(jié)果和校正模型求取校正值，從而消除誤差。l需求校正時(shí)，先將開(kāi)關(guān)接地，所測(cè)數(shù)據(jù)為X0，然后把開(kāi)關(guān)接到Vr，所測(cè)數(shù)據(jù)為X1，存儲(chǔ)X0和X1，得到校正方程：Y=A1X+A0l A1=Vr/X1X0l A0=Vr X0/X0X1l這種校正方法測(cè)得信號(hào)與放大器的漂移和增益變化無(wú)關(guān)，降低了對(duì)電路器件的要求，到達(dá)與Vr等同的丈量精度。但添加了丈量時(shí)間。 l傳感器的輸出電信號(hào)與被丈量之間的關(guān)系呈非傳感器的輸出電信號(hào)與被丈量之間的關(guān)系呈非線性線性 ；儀器采用的丈量電路

5、是非線性的；儀器采用的丈量電路是非線性的 。模型方法來(lái)校正系統(tǒng)誤差的最典型運(yùn)用是非線性校正。 模型方法來(lái)校正系統(tǒng)誤差的最典型運(yùn)用是模型方法來(lái)校正系統(tǒng)誤差的最典型運(yùn)用是非線性校正。非線性校正。 假設(shè)確切知道傳感器或檢測(cè)電路的非線性特性的解析式y(tǒng) = f(x)，那么就有能夠利用基于此解析式的校正函數(shù)反函數(shù)來(lái)進(jìn)展非線性校正。 例：某測(cè)溫?zé)崦綦娮璧淖柚蹬c溫度之間的例：某測(cè)溫?zé)崦綦娮璧淖柚蹬c溫度之間的關(guān)系為關(guān)系為RT為熱敏電阻在溫度為為熱敏電阻在溫度為T(mén)的阻值；的阻值；)T(feRRT/C25TT/)Rln(RlnC25T)R(F)R/(Rln(/TTC25T)Rk/(Nln/)k/N(FTzC25和和

6、為常數(shù)，當(dāng)溫度在為常數(shù)，當(dāng)溫度在0 05050之間分之間分別約為別約為1.441.4410-610-6和和4016K4016K。 l代數(shù)插值：設(shè)有代數(shù)插值：設(shè)有n + 1n + 1組離散點(diǎn)：組離散點(diǎn)：(x0, y0)(x0, y0)，(x1, y1)(x1, y1)，(xn, yn)(xn, yn)，xaxa，bb和未和未知函數(shù)知函數(shù)f(x)f(x)，就是用，就是用n n次多項(xiàng)式次多項(xiàng)式l去逼近去逼近f(x)f(x)，使，使Pn(x)Pn(x)在節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)xixi處滿足處滿足011n1nnnnaxaxaxa)x(Pn, 1, 0iy)x( f)x(Piiin系數(shù)系數(shù)anan，a1a1，a0a0

7、應(yīng)滿足方程組應(yīng)滿足方程組 n01n11nn1nnnn101111n11nn1n001011n01nn0nyaxaxaxayaxaxaxayaxaxaxa要用知的xi, yi (i = 0, 1, , n)去求解方程組，即可求得ai(i = 0, 1, , n)，從而得到Pn(x)。此即為求出插值多項(xiàng)式的最根本的方法。 對(duì)于每一個(gè)信號(hào)的丈量數(shù)值xi就可近似地實(shí)時(shí)計(jì)算出被丈量yi = f(xi)Pn(xi)。 l(1).(1).線性插值：從一組數(shù)據(jù)線性插值：從一組數(shù)據(jù)xi, yixi, yi中選取中選取兩個(gè)有代表性的點(diǎn)兩個(gè)有代表性的點(diǎn)x0, y0 x0, y0和和x1, y1x1, y1，然后根據(jù)

8、插值原理，求出插值方程然后根據(jù)插值原理，求出插值方程 01101001011axayxxxxyxxxx)x(P010001011,xayaxxyyayxVi = | P1 (Xi)Vi = | P1 (Xi)f (Xi) |, i = 1, 2, , n f (Xi) |, i = 1, 2, , n 1 1假設(shè)在假設(shè)在x x的全部取值區(qū)間的全部取值區(qū)間a, ba, b上一直有上一直有ViVi(為允許的校正誤差為允許的校正誤差) )，那么直線方程，那么直線方程P1(x) = a1x+a0P1(x) = a1x+a0就是理想的校正方程。就是理想的校正方程。l0 0490490的鎳鉻的鎳鉻鎳鋁熱電

9、偶分度表如表鎳鋁熱電偶分度表如表4.14.1。假設(shè)。假設(shè)允許的校正誤差小于允許的校正誤差小于33，分析能否用直線方程進(jìn)展，分析能否用直線方程進(jìn)展非線性校正。取非線性校正。取A A0, 00, 0和和B B20.12, 49020.12, 490兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，按式按式4.234.23可求得可求得a1 = 24.245a1 = 24.245，a0 = 0a0 = 0，即，即P1(x) P1(x) = 24.245x= 24.245x，此即為直線校正方程。顯然兩端點(diǎn)的誤，此即為直線校正方程。顯然兩端點(diǎn)的誤差為差為0 0。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知最大校正誤差在。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知最大校正誤差在x = 11.38mVx =

10、 11.38mV時(shí)，此時(shí)時(shí)，此時(shí)P1(x) = 275.91P1(x) = 275.91。誤差為。誤差為4.094.09。另外，。另外，在在240240360360范圍內(nèi)校正誤差均大范圍內(nèi)校正誤差均大33。即用直線方。即用直線方程進(jìn)展非線性校正不能滿足準(zhǔn)確度要求。程進(jìn)展非線性校正不能滿足準(zhǔn)確度要求。l(2)拋物線插值二階插值：l在一組數(shù)據(jù)中選取x0, y0，x1, y1，x2, y2三點(diǎn)，相應(yīng)的插值方程2120210121012002010212)()()()()()()(yxxxxxxxxyxxxxxxxxyxxxxxxxxxPyxfxPXx0y0y1y2x2x1l現(xiàn)仍以表現(xiàn)仍以表4.14.

11、1所列數(shù)聽(tīng)闡明拋物線插值的個(gè)所列數(shù)聽(tīng)闡明拋物線插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇體作用。節(jié)點(diǎn)選擇0 0，0 0，10.1510.15，250250和和20.2120.21，490490三點(diǎn)三點(diǎn) xxxxxxxP02.25038. 0490)15.1021.20(21.20)15.10(250)21.2015.10(15.10)21.20()(22可以驗(yàn)證，用此方程進(jìn)展非線性較正，每點(diǎn)誤可以驗(yàn)證，用此方程進(jìn)展非線性較正，每點(diǎn)誤差均不大于差均不大于33，最大誤差發(fā)生在，最大誤差發(fā)生在130130處，誤處，誤差值為差值為2.277 2.277 l提高插值多項(xiàng)式的次數(shù)可以提高校正準(zhǔn)確度。提高插值多項(xiàng)式的次數(shù)可以

12、提高校正準(zhǔn)確度。思索到實(shí)時(shí)計(jì)算這一情況，多項(xiàng)式的次數(shù)普思索到實(shí)時(shí)計(jì)算這一情況，多項(xiàng)式的次數(shù)普通不宜獲得過(guò)高，當(dāng)多項(xiàng)式的次數(shù)在允計(jì)的通不宜獲得過(guò)高，當(dāng)多項(xiàng)式的次數(shù)在允計(jì)的范圍內(nèi)仍不能滿足校正精度要求時(shí)，可采用范圍內(nèi)仍不能滿足校正精度要求時(shí)，可采用提高校正精度的另一種方法提高校正精度的另一種方法l(3) (3) 分段插值法：這種方法是將曲線分段插值法：這種方法是將曲線y = f y = f (x)(x)按分成按分成N N段，每段用一個(gè)插值多項(xiàng)式段，每段用一個(gè)插值多項(xiàng)式Pni Pni (x)(x)來(lái)進(jìn)展非線性校正來(lái)進(jìn)展非線性校正l i =1, 2, Ni =1, 2, N。l等距節(jié)點(diǎn)分段插值和不等距

13、節(jié)點(diǎn)分段插值兩等距節(jié)點(diǎn)分段插值和不等距節(jié)點(diǎn)分段插值兩類(lèi)。類(lèi)。 等距節(jié)點(diǎn)分段插值適用于非線性特性曲率變等距節(jié)點(diǎn)分段插值適用于非線性特性曲率變化不大的場(chǎng)所。分段數(shù)化不大的場(chǎng)所。分段數(shù)N N及插值多項(xiàng)式的次及插值多項(xiàng)式的次數(shù)數(shù)n n均取決于非線性程度和儀器的精度要求。均取決于非線性程度和儀器的精度要求。非線性越嚴(yán)重或精度越高，那么非線性越嚴(yán)重或精度越高，那么N N取大些或取大些或n n取大些，然后存入儀器的程序存儲(chǔ)器中。實(shí)取大些，然后存入儀器的程序存儲(chǔ)器中。實(shí)時(shí)丈量時(shí)只需先用程序判別輸入時(shí)丈量時(shí)只需先用程序判別輸入x x即傳感即傳感器輸出數(shù)據(jù)位于折線的哪一段，然后取出器輸出數(shù)據(jù)位于折線的哪一段，然后

14、取出與該段對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)并按此段的插值多與該段對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)并按此段的插值多項(xiàng)式計(jì)算項(xiàng)式計(jì)算Pni (x)Pni (x)，就可求得到被測(cè)物理量，就可求得到被測(cè)物理量的近似值。的近似值。 . .不等距節(jié)點(diǎn)分段插值對(duì)于曲率變化大的不等距節(jié)點(diǎn)分段插值對(duì)于曲率變化大的非線性特性，假設(shè)采用等距節(jié)點(diǎn)的方法進(jìn)非線性特性，假設(shè)采用等距節(jié)點(diǎn)的方法進(jìn)展插值，要使最大誤差滿足精度要求，分展插值，要使最大誤差滿足精度要求，分段數(shù)段數(shù)N N就會(huì)變得很大由于普通取就會(huì)變得很大由于普通取n2n2。這將使多項(xiàng)式的系數(shù)組數(shù)相應(yīng)添加。此時(shí)這將使多項(xiàng)式的系數(shù)組數(shù)相應(yīng)添加。此時(shí)更宜采且非等距節(jié)點(diǎn)分段插值法。即在線更宜采且非等距節(jié)

15、點(diǎn)分段插值法。即在線性好的部分，節(jié)點(diǎn)間間隔取大些，反之那性好的部分，節(jié)點(diǎn)間間隔取大些，反之那么取小些，從而使誤差到達(dá)均勻分布么取小些，從而使誤差到達(dá)均勻分布 。l在表在表4.14.1中所列的數(shù)據(jù)中取三點(diǎn)中所列的數(shù)據(jù)中取三點(diǎn)0 0，0 0，10.1510.15，250250，20.2120.21，490490，并用，并用經(jīng)過(guò)這三點(diǎn)的兩個(gè)直線方程來(lái)近似替代整經(jīng)過(guò)這三點(diǎn)的兩個(gè)直線方程來(lái)近似替代整個(gè)表格。經(jīng)過(guò)計(jì)算得：個(gè)表格。經(jīng)過(guò)計(jì)算得： 21.20 x15.1085. 7x86.2315.10 x0 x63.24)x(P1可以驗(yàn)證，用這兩個(gè)插值多項(xiàng)式對(duì)表可以驗(yàn)證，用這兩個(gè)插值多項(xiàng)式對(duì)表4.14.1中所

16、列的數(shù)據(jù)中所列的數(shù)據(jù)進(jìn)展非線性校正時(shí)，第一段的最大誤差發(fā)生在進(jìn)展非線性校正時(shí)，第一段的最大誤差發(fā)生在130130處處，誤差值為，誤差值為1.2781.278，第二段最大誤差發(fā)生在，第二段最大誤差發(fā)生在340340處處，誤差，誤差1.2121.212。顯然與整個(gè)范圍內(nèi)運(yùn)用拋物線插值法。顯然與整個(gè)范圍內(nèi)運(yùn)用拋物線插值法相比，最大誤差減小約相比，最大誤差減小約11。因此，分段插值可以在大。因此，分段插值可以在大范圍內(nèi)用較低的插值多項(xiàng)式通常不高于二階來(lái)到達(dá)范圍內(nèi)用較低的插值多項(xiàng)式通常不高于二階來(lái)到達(dá)很高的校正精度。很高的校正精度。 l曲線擬合，就是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得有限對(duì)測(cè)試曲線擬合，就是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得有限對(duì)

17、測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)xi, yixi, yi, ,利用這些數(shù)據(jù)來(lái)求取近似利用這些數(shù)據(jù)來(lái)求取近似函數(shù)函數(shù)y= f ( x )y= f ( x )。式中。式中x x為輸出量，為輸出量，y y為被為被測(cè)物理量。與插值不同的是，曲線擬合并測(cè)物理量。與插值不同的是，曲線擬合并不要求不要求y= f ( x )y= f ( x )的曲線經(jīng)過(guò)一切離散點(diǎn)的曲線經(jīng)過(guò)一切離散點(diǎn)xi, yixi, yi，只需求，只需求y= f ( x )y= f ( x )反映這些反映這些離散點(diǎn)的普通趨勢(shì)，不出現(xiàn)部分動(dòng)搖。離散點(diǎn)的普通趨勢(shì)，不出現(xiàn)部分動(dòng)搖。 自變量自變量x x與因變量與因變量y y之間的單值非線性關(guān)系可以自變量之間的單值非線

18、性關(guān)系可以自變量x x的高次多項(xiàng)式來(lái)逼近的高次多項(xiàng)式來(lái)逼近對(duì)于對(duì)于n n個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)xixi，yiyii =1i =1，2 2，n n，那么可得如下那么可得如下n n個(gè)方程個(gè)方程 mm10 xaxaaynmnmn10nV)xaxaa (y1m1m1101V)xaxaa (y2m2m2102V)xaxaa (yn1i2m0jjijin1i2im10minxayV)a ,a ,a (02211nikinjjijixxayakimiiiim10m2i1mimi1mi2iimiiyxyxyaaaxxxxxxxxn解即為解即為aj ajj = 0j = 0，mm的最正確估計(jì)的最正確估計(jì)值值l

19、擬合多項(xiàng)式的次數(shù)越高，擬合結(jié)果的精度也就擬合多項(xiàng)式的次數(shù)越高，擬合結(jié)果的精度也就越高，但計(jì)算量相應(yīng)地也添加。假設(shè)取越高，但計(jì)算量相應(yīng)地也添加。假設(shè)取m = 1m = 1，那么被擬合的曲線為直線方程那么被擬合的曲線為直線方程 y = a0 + a1x y = a0 + a1xl n n個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)xixi，yiyii = 1i = 1，2 2，n n， )yxxyx(1an1iiin1in1iiin1i2i0)yxyxn(1an1iin1iin1iii12n1iin1i2i)x(xn分段直線擬合分段直線擬合 分段分段n n次曲線次曲線擬合擬合 l當(dāng)難以進(jìn)展恰當(dāng)?shù)膶?shí)際分析時(shí)，未必當(dāng)難以

20、進(jìn)展恰當(dāng)?shù)膶?shí)際分析時(shí)，未必能建立適宜的誤差校正模型。但此時(shí)能建立適宜的誤差校正模型。但此時(shí)可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，即用實(shí)踐的校正手段可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，即用實(shí)踐的校正手段來(lái)求得校正數(shù)據(jù)，然后把校正數(shù)據(jù)以來(lái)求得校正數(shù)據(jù)，然后把校正數(shù)據(jù)以表格方式存人內(nèi)存。實(shí)時(shí)丈量中，經(jīng)表格方式存人內(nèi)存。實(shí)時(shí)丈量中，經(jīng)過(guò)查表來(lái)求得修正的丈量結(jié)果。過(guò)查表來(lái)求得修正的丈量結(jié)果。 l實(shí)測(cè)值介于兩個(gè)校正點(diǎn)之間時(shí)，假設(shè)僅是實(shí)測(cè)值介于兩個(gè)校正點(diǎn)之間時(shí)，假設(shè)僅是直接查表，那么只能按其最接近查找，這直接查表，那么只能按其最接近查找，這顯然會(huì)引入一定的誤差。顯然會(huì)引入一定的誤差。l可進(jìn)展如下誤差估計(jì)，設(shè)兩校正點(diǎn)間的校可進(jìn)展如下誤差估計(jì)，設(shè)兩校正點(diǎn)間

21、的校正曲線為不斷線段，其斜率正曲線為不斷線段，其斜率S=S=X XY(Y(留留意，校正時(shí)意，校正時(shí)Y Y是自變量，是自變量，X X是函數(shù)值是函數(shù)值) )，并設(shè)，并設(shè)最大斜率為最大斜率為SmSm，能夠的最大誤差為，能夠的最大誤差為Xm=SmXm=SmY Y，設(shè)，設(shè)Y Y的量程為的量程為YmYm，校正時(shí)取等，校正時(shí)取等間隔的間隔的N N個(gè)校正點(diǎn)，那么個(gè)校正點(diǎn)，那么Xm=SmY/N Xm=SmY/N l 點(diǎn)數(shù)越多，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，那么精度越高，但是點(diǎn)點(diǎn)數(shù)越多，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，那么精度越高，但是點(diǎn)數(shù)增多和字節(jié)變長(zhǎng)都將大幅度添加存儲(chǔ)器容量數(shù)增多和字節(jié)變長(zhǎng)都將大幅度添加存儲(chǔ)器容量。 在高精度儀器儀表中，傳感器的溫度誤

22、差已在高精度儀器儀表中，傳感器的溫度誤差已成為提高儀器性能的嚴(yán)重妨礙，對(duì)于環(huán)境溫成為提高儀器性能的嚴(yán)重妨礙，對(duì)于環(huán)境溫度變化較大的運(yùn)用場(chǎng)所更是如此。僅依托傳度變化較大的運(yùn)用場(chǎng)所更是如此。僅依托傳感器本身附加的一些簡(jiǎn)單的電路或其他安裝感器本身附加的一些簡(jiǎn)單的電路或其他安裝來(lái)實(shí)現(xiàn)完善的傳感器溫度誤差校正是困難且來(lái)實(shí)現(xiàn)完善的傳感器溫度誤差校正是困難且不便的。但只需能建立起較準(zhǔn)確的溫度誤差不便的。但只需能建立起較準(zhǔn)確的溫度誤差模型，就能夠?qū)崿F(xiàn)完善的校正。模型，就能夠?qū)崿F(xiàn)完善的校正。 l溫度本身就是一個(gè)需求檢測(cè)的量，或在傳感器內(nèi)溫度本身就是一個(gè)需求檢測(cè)的量，或在傳感器內(nèi)接近敏感元件處附加一個(gè)測(cè)溫元件接近

23、敏感元件處附加一個(gè)測(cè)溫元件(PN(PN二極管、二極管、熱敏電阻熱敏電阻) )等。它們的某些特性隨溫度而變化，等。它們的某些特性隨溫度而變化，經(jīng)測(cè)溫電路、經(jīng)測(cè)溫電路、ADCADC后可轉(zhuǎn)換為與溫度有關(guān)的數(shù)字后可轉(zhuǎn)換為與溫度有關(guān)的數(shù)字量，設(shè)為量，設(shè)為。l溫度誤差數(shù)學(xué)模型的建立，可采用前面已引見(jiàn)的溫度誤差數(shù)學(xué)模型的建立，可采用前面已引見(jiàn)的代數(shù)插值法或曲線擬合法等。代數(shù)插值法或曲線擬合法等。l可采用如下較簡(jiǎn)單的溫度誤差校正模型：可采用如下較簡(jiǎn)單的溫度誤差校正模型： 10ca)a1 (yyy y為未經(jīng)溫度校正的丈量值；為未經(jīng)溫度校正的丈量值；ycyc為經(jīng)溫度校正的丈量值；為經(jīng)溫度校正的丈量值；為實(shí)踐任務(wù)環(huán)

24、境與規(guī)范溫度之差；為實(shí)踐任務(wù)環(huán)境與規(guī)范溫度之差；a0a0和和a1a1為溫度變化系為溫度變化系數(shù)數(shù)a1a1用于校正由于溫度變化引起的傳感器零位漂移，用于校正由于溫度變化引起的傳感器零位漂移，a0a0用用于校正由于溫度變化引起的傳感器標(biāo)度的變化。于校正由于溫度變化引起的傳感器標(biāo)度的變化。 l儀器采集的數(shù)據(jù)并不等于原來(lái)帶有量綱的參儀器采集的數(shù)據(jù)并不等于原來(lái)帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅對(duì)應(yīng)于參數(shù)的大小，必需把它數(shù)值，它僅僅對(duì)應(yīng)于參數(shù)的大小，必需把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才干顯示、打印輸轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才干顯示、打印輸出和運(yùn)用，這種轉(zhuǎn)換就是工程量變換，又稱(chēng)出和運(yùn)用，這種轉(zhuǎn)換就是工程量變換，又稱(chēng)標(biāo)度變換

25、。標(biāo)度變換。l例：丈量機(jī)械壓力時(shí)，當(dāng)壓力變化為例：丈量機(jī)械壓力時(shí)，當(dāng)壓力變化為0-0-100N100N時(shí)，壓力傳感器輸出的電壓為時(shí)，壓力傳感器輸出的電壓為0-10mV0-10mV，放大為放大為0-5V0-5V后進(jìn)展后進(jìn)展A/DA/D轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換，得到00H-FFH00H-FFH的數(shù)字量假設(shè)也采用的數(shù)字量假設(shè)也采用8 8位位ADCADC。 l假設(shè)被丈量的變換范圍為假設(shè)被丈量的變換范圍為A0A0AmAmlA0A0對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為N0N0，AmAm對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為NmNm，AxAx對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為NxNx；實(shí)踐丈量值為；實(shí)踐丈量值為AxAx；l假設(shè)包括傳感器在內(nèi)

26、的整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是假設(shè)包括傳感器在內(nèi)的整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是線性的，那么標(biāo)度變換公式為：線性的，那么標(biāo)度變換公式為：)NN/()NN)(AA(AA0m0 x0m0 x00mmxxA)AA)(N/N(AA0A0對(duì)應(yīng)的數(shù)字量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量N0N0為零為零l某智能溫度丈量?jī)x采用某智能溫度丈量?jī)x采用8 8位位ADCADC，丈量范圍為丈量范圍為1010100100，儀器采樣，儀器采樣并經(jīng)濾波和非線性校正后即溫并經(jīng)濾波和非線性校正后即溫度與數(shù)字量之間的關(guān)系已為線性度與數(shù)字量之間的關(guān)系已為線性的數(shù)字量為的數(shù)字量為28H28H。此時(shí)，式。此時(shí)，式4.324.32中的中的A0=10A0=10，Am=100Am=10

27、0，Nm=FFH=255Nm=FFH=255，Nx=28H=40Nx=28H=40。那么。那么C1 .2410)10100)(255/40()(/(00AAANNAmmxx運(yùn)用實(shí)例：運(yùn)用實(shí)例：l許多智能儀器所運(yùn)用的傳感器是非線性的。許多智能儀器所運(yùn)用的傳感器是非線性的。此時(shí)，普通先進(jìn)展非線性校正，然后再進(jìn)展此時(shí)，普通先進(jìn)展非線性校正，然后再進(jìn)展標(biāo)度變換。標(biāo)度變換。l實(shí)例：利用節(jié)流安裝丈量流量時(shí)，流量與節(jié)實(shí)例：利用節(jié)流安裝丈量流量時(shí)，流量與節(jié)流安裝兩邊的差壓之間有以下關(guān)系流安裝兩邊的差壓之間有以下關(guān)系 PKG00m0m0 xxG)GG)(NN/()NN(Gl1 1與硬件濾波器相比，采用數(shù)字濾波器有何優(yōu)點(diǎn)？與硬件濾波器相比，采用數(shù)字濾波器有何優(yōu)點(diǎn)？l2 2常用的數(shù)字濾波算法有哪些？闡明各種濾波算法的常用的數(shù)字濾波算法有哪些？闡明各種濾波算法的特點(diǎn)和運(yùn)用場(chǎng)所。特點(diǎn)和運(yùn)用場(chǎng)所。l3 3各種常用的濾波算法能組合運(yùn)用嗎？假設(shè)能，請(qǐng)舉各種常用的濾波算法能組合運(yùn)用嗎？假設(shè)能，請(qǐng)舉例闡明；假設(shè)不能，請(qǐng)闡明理由。例闡明；假設(shè)不能，請(qǐng)闡明理由。l4 4設(shè)檢測(cè)信號(hào)是幅度較小的直流電壓，經(jīng)過(guò)適當(dāng)放大設(shè)檢測(cè)信號(hào)是幅度較小的直流電壓，經(jīng)過(guò)適當(dāng)放大和和A/DA/D轉(zhuǎn)換，由于轉(zhuǎn)換，由于50Hz50Hz工頻干擾使丈量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)周期性工頻干擾使丈