智能儀器技術(shù)-第七章-智能儀器算法-測量算法課件

智能儀器的算法設(shè)計(jì)智能儀器的算法設(shè)計(jì)案例之一：熱電偶溫度測量系統(tǒng)如何在系統(tǒng)中將電壓值轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值呢？放大器AD轉(zhuǎn)換器單片機(jī)計(jì)算案例之一：熱電偶溫度測量系統(tǒng)如何在系統(tǒng)中將電壓值轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫智能儀器的算法利用微處理器的運(yùn)算功能設(shè)計(jì)算法來減小測量誤差和提高控制效果，測量與控制算法程序是智能儀器軟件系統(tǒng)的主要組成部分，主要用于實(shí)現(xiàn)儀器的測量與控制功能。測量算法利用微處理器對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、非線性補(bǔ)償、壓縮、識別、從而消除和削弱測量誤差的影響，提高測量精度。測量結(jié)果的非數(shù)值處理：查表、排序測量結(jié)果的數(shù)值處理：隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差的克服方法量程的自動(dòng)切換標(biāo)度變換算法。智能儀器的算法利用微處理器的運(yùn)算功能設(shè)計(jì)算法來減小測量誤差和智能儀器的測量算法與模擬電路相比，智能儀器的數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)可用程序代替硬件電路，完成多種運(yùn)算。能自動(dòng)修正誤差。能對被測參數(shù)進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算和處理。能進(jìn)行邏輯判斷。智能儀器不但精度高，而且穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。智能儀器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的軟件有哪些？匯編語言、C51、VisualBasic、VisualC++、LabVIEW智能儀器的測量算法與模擬電路相比，智能儀器的數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)可智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法排序法冒泡法希爾排序法測量結(jié)果的非數(shù)值處理智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法排序法冒泡法希爾排序法測量結(jié)果的非數(shù)值處理智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波回顧隨機(jī)誤差的一些往事什么是隨機(jī)誤差？它是怎么產(chǎn)生的？它應(yīng)該怎么消除或克服？智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波回顧隨機(jī)誤差智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波——軟件濾波和硬件濾波相比，數(shù)字濾波具有以下優(yōu)點(diǎn)無需增加硬件設(shè)備，可多通道共享一個(gè)濾波器(多通道共同調(diào)用一個(gè)濾波子程序)，降低了成本。由于不用硬設(shè)備，各回路間不存在阻抗匹配等問題，故可靠性高，穩(wěn)定性好?？梢詫︻l率很低的信號(如0.01Hz以下)進(jìn)行濾波，這是模擬濾波器做不到的。可根據(jù)需要選擇不同的濾波方法或改變?yōu)V波器的參數(shù)，使用方便、靈活。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波——智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波器能夠完全取代模擬濾波器嗎？數(shù)字濾波器算法程序判斷濾波、中值濾波、算術(shù)平均濾波、去極值濾波、遞推平均濾波、加權(quán)遞推平均濾波、一階慣性濾波、低通數(shù)字濾波、高通數(shù)字濾波智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波器能智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波把兩次相鄰的采樣值相減，求出其增量(以絕對值表示)，然后與兩次采樣允許的最大差值(由被控對象的實(shí)際情況決定)△y進(jìn)行比較，若小于或等于△y，則取本次采樣值；若大于△y，則仍取上次采樣值作為本次采樣值，即：

|Y(k)－Y(k－1)|≤△y，則Y(k)=Y(k)，取本次采樣值；

|Y(k)－Y(k－1)|>△y，則Y(k)=Y(k－1)，取上次采樣值。式中：Y(k)——第k次采樣值；

Y(k－1)——第(k－1)次采樣值；△y——相鄰兩次采樣值所允許的最大偏差，取決于采樣周期T及采樣值Y的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波把兩次相鄰的采樣值相減，求出智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波主要用于變化比較緩慢的參數(shù)，如溫度、物位等測量系統(tǒng)。門限值△y的選取是非常重要的，通?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，必要時(shí)也可由實(shí)驗(yàn)得出。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波主要用于變化比較緩慢的參數(shù)，智能儀器的隨機(jī)誤差的處理中值濾波中值濾波是對某一參數(shù)連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù))，然后把N次采樣值順序排列，再取中間值作為本次采樣值。中值濾波對于去掉由于偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定所引起的脈動(dòng)干擾十分有效。對緩慢變化的過程變量采用此法有良好的效果，但不宜用于快速變化的過程參數(shù)(如流量)。C語言程序請到網(wǎng)盤下載智能儀器的隨機(jī)誤差的處理中值濾波中值濾波是對某一參數(shù)連續(xù)采樣智能儀器的隨機(jī)誤差的處理算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值濾波就是連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：N的取值問題：N值較大時(shí)：信號平滑度較高，但靈敏度較低N值較小時(shí)：信號平滑度較低，但靈敏度較高N值的選?。阂话懔髁浚琋=12；壓力：N=4

對于脈沖干擾嚴(yán)重或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比較浪費(fèi)RAM

。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值濾波就是連續(xù)智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波的缺點(diǎn)是什么？把N個(gè)測量數(shù)據(jù)y1、y2．．．、yN看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長度固定為N，每進(jìn)行一次新的測量，把測量結(jié)果作為隊(duì)尾的yN，而扔掉隊(duì)首的y1，這樣在隊(duì)列中始終有N個(gè)“最新”數(shù)據(jù)。計(jì)算濾波值時(shí)，只要把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均，就可以得到新的濾波值，這樣，每進(jìn)行一次測量，就可以計(jì)算得到一個(gè)新的平均濾波值。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波的缺點(diǎn)是智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，靈敏度低；適用于高頻震蕩系統(tǒng)。

靈敏度低

對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差

不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場合

比較浪費(fèi)RAM

缺點(diǎn)智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波對周期性干擾有良好的抑智能儀器的隨機(jī)誤差的處理加權(quán)遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波和遞推平均值濾波的缺點(diǎn)是什么？為了提高濾波效果，可將各次采樣值取不同的比例系數(shù)后再相加，這種方法被稱為加權(quán)平均濾波法。其運(yùn)算關(guān)系式為ci為加權(quán)系數(shù)，對它的選取應(yīng)滿足：適用于有較大純滯后的時(shí)間常數(shù)和采樣周期短的系統(tǒng)。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理加權(quán)遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波和遞智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）

分析Tf

對濾波的影響。模仿RC濾波器的特性參數(shù)，用軟件做成低通濾波器，實(shí)現(xiàn)一階慣性濾波。

智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）

分析T智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）Tf和T分別為濾波時(shí)間常數(shù)和采樣周期，α可以由實(shí)驗(yàn)確定，只要使被測信號不產(chǎn)生明顯的紋波即可。不足之處：相位滯后、靈敏度低。不能濾出頻率高于采樣頻率二分之一的干擾信號。對周期性干擾具有比較好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻繁的參數(shù)濾波。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）Tf和T智能儀器的隨機(jī)誤差的處理高通數(shù)字濾波復(fù)合數(shù)字濾波為了進(jìn)一步提高濾波效果，有時(shí)可以把兩種和兩種以上不同濾波功能的數(shù)字濾波器組合起來，構(gòu)成復(fù)合數(shù)字濾波器，或稱多級數(shù)字濾波器。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理高通數(shù)字濾波復(fù)合數(shù)字濾波為了進(jìn)一步提智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理回顧系統(tǒng)誤差的一些往事什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差是怎么產(chǎn)生的？系統(tǒng)誤差應(yīng)該怎么消除或克服？利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差；通過離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差；校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表修正法測量裝置測量方法環(huán)境方面測量人員方面智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理回顧系統(tǒng)誤差的一些往事什么是系統(tǒng)誤智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差理論分析建立系統(tǒng)誤差的模型確定校正系統(tǒng)誤差的算法系統(tǒng)誤差校正干擾或零漂偏置電流帶有誤差的測量值從輸出端y引入輸入端的反饋量智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差理論分析建立智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差在無誤差的理想情況下

有誤差的情況智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差在無誤差的智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差推出簡化形式修正公式修正因子求b1、b0智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差推出簡化形式智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差①零點(diǎn)校準(zhǔn)先令輸入端短路，即S1閉合，此時(shí)有

②增益校準(zhǔn)。令輸入端接上標(biāo)準(zhǔn)電壓，即S2閉合，此時(shí)有x=E，其輸出為智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差①零點(diǎn)校準(zhǔn)智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差求出兩個(gè)誤差因子為③實(shí)際測量。令S3閉合，此時(shí)得到輸出為y（結(jié)果），被測量的真值儀表在實(shí)際測量時(shí)，可在每次測量之初先求出b0和b1,然后在采樣，再按上式校正。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差求出兩個(gè)誤差智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差離散數(shù)據(jù)近似校正模型簡化數(shù)學(xué)模型逼近法代數(shù)插值法最小二乘法智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差離散數(shù)據(jù)近似智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差1.代數(shù)插值

要找到一個(gè)函數(shù)

，使得

在

處與

相等。這就是插值問題。就是的插值函數(shù)，稱為插值點(diǎn)。在[a、b]區(qū)間可以用代替

。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差1.代數(shù)插智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差怎么選擇合適的多項(xiàng)式、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)等。多項(xiàng)式是最容易計(jì)算的一類函數(shù)。選擇為n次多項(xiàng)式，并記為n次多項(xiàng)式為去逼近f(x)，使Pn(x)在節(jié)點(diǎn)xi處滿足多項(xiàng)式的次數(shù)由逼近精度來確定智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差怎么選擇合適未知數(shù)

線性插值拋物線插值分段插值多項(xiàng)式插值未知數(shù)

線性插值多項(xiàng)式插值智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(1)線性插值：從一組數(shù)據(jù)（xi,yi）中選取兩個(gè)有代表性的點(diǎn)（x0,y0）和（x1,y1），然后根據(jù)插值原理，求出插值方程Vi=|P1(Xi)－f(Xi)|,i=1,2,…,n，若在x的全部取值區(qū)間[a,b]上始終有Vi＜ε(ε為允許的校正誤差)，則直線方程P1(x)=a1x+a0就是理想的校正方程。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(1)線性智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱電偶分度表如表。若允許的校正誤差小于3℃，分析能否用直線方程進(jìn)行非線性校正。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱電偶分度表如表。若允許的校正誤差小于3℃，分析能否用直線方程進(jìn)行非線性校正。取A（0,0）和B（20.21,490）兩點(diǎn)，按式可求得a1=24.245，a0=0，即P1(x)=24.245x，此即為直線校正方程。顯然兩端點(diǎn)的誤差為0。最大校正誤差在x=11.38mV時(shí)，此時(shí)P1(x)=275.91。誤差為4.09℃。另外，在240～360℃范圍內(nèi)校正誤差均大3℃。即用直線方程進(jìn)行非線性校正不能滿足準(zhǔn)確度要求。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)拋物線插值（二階插值）

在一組數(shù)據(jù)中選?。▁0,y0），（x1,y1），（x2,y2）三點(diǎn)，相應(yīng)的插值方程提高插值多項(xiàng)式的次數(shù)可以提高校正準(zhǔn)確度?？紤]到計(jì)算這一情況，多項(xiàng)式的次數(shù)一般不宜取得過高。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)拋物線案例分析：現(xiàn)仍上題所列數(shù)據(jù)說明拋物線插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇（0，0），（10.15，250）和（20.21，490）三點(diǎn)。

可以驗(yàn)證，用此方程進(jìn)行非線性較正，每點(diǎn)誤差均不大于3℃，最大誤差發(fā)生在130℃處，誤差值為2.277℃。

智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差案例分析：現(xiàn)仍上題所列數(shù)據(jù)說明拋物線插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差（3）分段插值法對于系統(tǒng)誤差非線性程度嚴(yán)重或存在較寬測量范圍時(shí)，可采用分段直線方程來進(jìn)行校正。分段后的每段非線性曲線用一個(gè)直線方程來校正，即：

分段節(jié)點(diǎn)之間距離是否相等等距節(jié)點(diǎn)：非線性特性曲線曲率變化不大的場合。非等距節(jié)點(diǎn)：曲率變化大和切線斜率大的非線性曲線智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差（3）分段插智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差

案例分析：現(xiàn)仍上題所列數(shù)據(jù)說明分段插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇（0，0），（10.15，250）和（20.21，490）三點(diǎn)。第一段的最大誤差發(fā)生在130℃處，誤差值為1.278℃；第二段最大誤差發(fā)生在340℃處，誤差1.212℃。顯然與整個(gè)范圍內(nèi)使用拋物線插值法相比，最大誤差減小約1℃。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差案例分析：智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差2.最小二乘法

設(shè)被逼近函數(shù)為f(xi),逼近函數(shù)為g(xi),xi為x上的離散點(diǎn)，逼近誤差為令使Ψ最小，即在最小二乘意義上使V（xi）最小化，這就是最小二乘法原理。具體實(shí)現(xiàn)方法有直線擬合法和曲線擬合法。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差2.最小二智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差

設(shè)一組測試數(shù)據(jù)，現(xiàn)在要求出一條最能反映這些數(shù)據(jù)點(diǎn)變化趨勢的直線，設(shè)最佳擬合直線方程為式中a1、a0為直線方程系數(shù)，下面求出直線方程系數(shù)a1、a0。令

有

(1)直線擬合法智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差分別對α1、α0求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為0，得聯(lián)立求解，得智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差分別對α1、智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬合

自變量x與因變量y之間的單值非線性關(guān)系可以自變量x的高次多項(xiàng)式來逼近對于n個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對（xi，yi）（i=1，2，…，n），則可得如下n個(gè)方程智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬合解即為aj（j=0，…，m）的最佳估計(jì)值智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差上題取三點(diǎn)（0，0），（10.15，250），（20.21，490），采用分段直線擬合，擬合系數(shù)用最小二乘法求取。在3個(gè)節(jié)點(diǎn)之間求出兩段直線方程：根據(jù)最小二乘法直線擬合系數(shù)公式，分別求出經(jīng)驗(yàn)證，第一段直線最大絕對誤差在130℃，誤差0.836℃；第二段最大絕對誤差在250℃，誤差為0.925℃智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差上智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差當(dāng)難以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)睦碚摲治鰰r(shí)，未必能建立合適的誤差校正模型。但此時(shí)可以通過實(shí)驗(yàn)，即用實(shí)際的校正手段來求得校正數(shù)據(jù)，然后把校正數(shù)據(jù)以表格形式存入內(nèi)存。實(shí)時(shí)測量中，通過查表來求得修正的測量結(jié)果。獲取校正數(shù)據(jù)建立表格實(shí)際測量查表校正智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差當(dāng)難智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差（1）在儀器的輸入端逐次加入已知的標(biāo)準(zhǔn)電壓x1、x2、．．．xn，并測出儀器對應(yīng)的輸出量y1、y2、．．．yn。（2）將輸出量y1、y2、．．．yn存入存儲器中，它們的地址分別與x1、x2、．．．、xn對應(yīng)，這就建立了一張校正數(shù)據(jù)表。（3）實(shí)際測量時(shí)，根據(jù)儀器的實(shí)際輸入量值x訪問存儲器的相應(yīng)的地址，讀出其中的y值，即得到經(jīng)過修正的被測量值。（4）若實(shí)際輸入值x介于某兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)xi

、xi+1之間，為了減小誤差，還要再作內(nèi)插計(jì)算來修正，最簡單的內(nèi)插是線性內(nèi)插，當(dāng)yi<y<yi+1時(shí)取

智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差（1）在儀器智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理實(shí)例分析：MF53-1型NTC熱敏電阻非線性校正⑴串聯(lián)并聯(lián)補(bǔ)償⑵實(shí)測獲得校正數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度x（℃）A/D轉(zhuǎn)換值y0.02F1H2.02D3H4.02B5H6.0296H8.0277H10.0257HTR-20℃22K50℃補(bǔ)償后曲線1.15KR1R2RtX=26CH=620X0=277H=631,

y0=8X1=257H=599,

y1=10智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理實(shí)例分析：標(biāo)準(zhǔn)溫度x（℃）A/D轉(zhuǎn)換智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法由于傳感器、測量電路、放大器等不可避免地存在溫度漂移和時(shí)間漂移，所以會給儀器引入零位誤差和增益誤差，這類誤差均屬于系統(tǒng)誤差。1．零位誤差的校正方法在每一個(gè)測量周期的測量過程中。①把輸入接地，此時(shí)輸出即為零位輸出No，No存于內(nèi)存。②輸入接Vx，測得Nx。零位校正后Vx=Nx-No智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法由于智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．增益誤差的自動(dòng)校正方法測量時(shí)，根據(jù)測量結(jié)果和校正模型求取校正值，從而消除誤差。其基本思想是測量基準(zhǔn)參數(shù)。需要校正時(shí)，先將開關(guān)接地，所測數(shù)據(jù)為No，然后把開關(guān)接到Vr，所測數(shù)據(jù)為Nr，存儲No和Nr。輸入接Vx，測得Nx。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．增益誤差的自動(dòng)校正方法這種校正方法測得信號與放大器的漂移和增益變化無關(guān)，降低了對電路器件的要求，達(dá)到與Vr等同的測量精度，但增加了測量時(shí)間。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器的輸出電信號與被測量之間的關(guān)系呈非線性儀器采用的測量電路是非線性模型方法來校正系統(tǒng)誤差的最典型應(yīng)用是非線性校正。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器的輸出電信智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器非線性特性的解析式A/D轉(zhuǎn)換器輸出反函數(shù)智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器非線性特性智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法例：某測溫?zé)崦綦娮璧淖柚蹬c溫度之間的關(guān)系為

RT為熱敏電阻在溫度為T的阻值

α和β為常數(shù)1.44×10-6和4016K。TR智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法例：某測溫?zé)崦綦娭悄軆x器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換溫度傳感器信號調(diào)理信號調(diào)理AD轉(zhuǎn)換器單片機(jī)11101011這些數(shù)碼到底是多少度？將傳感器和AD轉(zhuǎn)換后得到的一系列數(shù)碼轉(zhuǎn)換為帶有量綱的數(shù)值后才能顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是工程量變換，又稱標(biāo)度變換。智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換溫度傳感器信號調(diào)理信號調(diào)理AD轉(zhuǎn)換智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換標(biāo)度變換的類型和方法硬件實(shí)現(xiàn)方法軟件實(shí)現(xiàn)法實(shí)物定標(biāo)法綜合實(shí)現(xiàn)法線性標(biāo)度變換公式變換法多項(xiàng)式變換公式智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換標(biāo)度變換的類型和方法硬件實(shí)現(xiàn)方法線智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法假設(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，被測物理量的變化范圍為A0~Am，即傳感器的測量值下限為A0、上限為Am，物理量的實(shí)際測量值為Ax，而A0對應(yīng)的數(shù)字量為N0，Am對應(yīng)的數(shù)字量為Nm，Ax對應(yīng)的數(shù)字量為Nx。則標(biāo)度變換公式為式中，A0、Am、N0、Nm對于某一固定的參數(shù)，或者儀器的某一量程來說，均為常數(shù)，可以事先存入計(jì)算機(jī)。智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法假設(shè)包括傳感器在內(nèi)的智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法已知某智能溫度測量儀的溫度傳感器是線性的，溫度測量范圍為10～100℃，ADC轉(zhuǎn)換位數(shù)為8位。對應(yīng)溫度測量范圍，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果范圍為0～FFH，被測溫度對應(yīng)的ADC轉(zhuǎn)換值為28H，求其標(biāo)度變換值?！?/p>

智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法已知某智能溫度測量儀智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換公式變換法

實(shí)際中許多智能儀器所使用的傳感器都是非線性的，如果傳感器輸出信號與被測物理量之間有明確的數(shù)學(xué)關(guān)系，可以直接利用該數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行標(biāo)度變換。例如，利用節(jié)流裝置測量流量時(shí)，流量與節(jié)流裝置兩邊的差壓之間有以下關(guān)系式中：G為流量（即被測量）；

k為系數(shù)（與流體的性質(zhì)及節(jié)流裝置的尺寸有關(guān)）；ΔP為節(jié)流裝置兩邊的差壓。智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換公式變換法實(shí)際中許多智能智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換多項(xiàng)式變換法若傳感器測出的數(shù)據(jù)與實(shí)際的參數(shù)為非線性關(guān)系，它們的函數(shù)關(guān)系無法用一個(gè)簡單式表示，或者該解析式難以直接計(jì)算。這種情況怎么解決呢？沒有解析式，我們還有離散的數(shù)據(jù)，有了數(shù)據(jù)我們可以插值呀！智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換多項(xiàng)式變換法若傳感器測出的數(shù)據(jù)與實(shí)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換案例分析：一種量程自動(dòng)切換數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表：簡稱DVM，采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀器。想想傳統(tǒng)電壓表怎么切換量程的？設(shè)計(jì)中以單片機(jī)為核心，采用軟件編程和硬件相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)一種量程可以自動(dòng)切換且具有較高清晰度顯示的數(shù)字式直流電壓表。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換案例分析：一種量程自動(dòng)切換數(shù)字電壓表的設(shè)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)確度高盡可能高的測量速度。測量速度=選擇量程的速度+完成一次測量的速度當(dāng)讀數(shù)的十進(jìn)制位數(shù)大于等于量程檔數(shù)時(shí)，只需進(jìn)行一次中間測量，就可以找到正確的量程。確定性在升降量程時(shí)，不應(yīng)該發(fā)生在二個(gè)相鄰量程間反復(fù)選擇。通過給定升降閾值回差的方法來解決。降量程閾值選取滿刻度的9.5%，升量程閾值為100%。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)確度高安全性量程輸入電路必須具有過載保護(hù)能力，當(dāng)發(fā)生過載時(shí)，至少在一次測量過程中仍能正常工作，并且不損壞。量程自動(dòng)切換硬件設(shè)計(jì)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)1、程控增益放大器當(dāng)被測信號的幅值變化范圍很大時(shí)，為了保證測量精度的一致性，可以采用程控放大器。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)1、程控增益放大器當(dāng)被智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一般由衰減器,放大器,接口及開關(guān)驅(qū)動(dòng)這三大部分組成。（1）衰減電路具有100和1二種衰減系數(shù):當(dāng)K1被激勵(lì)時(shí),K1切向A端,衰減系數(shù)100當(dāng)K1未被激勵(lì)時(shí),K1切向B端,衰減系數(shù)1;智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一般由衰減器,放大器,接口及開關(guān)驅(qū)動(dòng)這三大部分組成。（2）放大器電路由K2控制前置放大器的放大倍數(shù)。當(dāng)K2被激勵(lì)時(shí)，K2切向C端，放大器的增益為1,當(dāng)K2未被激勵(lì)時(shí),K2切向D端,放大器的增益為10.智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一般由衰減器,放大器,接口及開關(guān)驅(qū)動(dòng)這三大部分組成。3）放大器輸出當(dāng)K3被激勵(lì)時(shí),K3切向F端,放大器的輸出電壓被衰減10倍當(dāng)K3未被激勵(lì)時(shí),K3切向E端,放大器直接輸出智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一使用這三個(gè)開關(guān)的不同組合,該電路具有200mV,2V,20V,200V四個(gè)量程。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)n量程升量程閾值UL降量程閾值DL現(xiàn)行量程激勵(lì)碼4200V200.0019.500XXXXX001320V20.0001.9500XXXXX10022V2.00000.1950XXXXX1011200mv0.200000.00000XXXXX111使用這三個(gè)開關(guān)的不同組合,該電路具有200mV,2V,20V智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)使用這三個(gè)開關(guān)的不同組合,該電路具有200mV,2V,20V,200V的四個(gè)量程。n量程K1K2K34200VACE320VADE22VBCE1200mvBDE智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)使用這三個(gè)開關(guān)的不智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)2、自動(dòng)切換不同量程的傳感器1#傳感器的最大量程范圍為M1，2#傳感器的最大量程范圍為M2，且M1>M2，設(shè)它們的滿量程輸出是相同的。測量時(shí)，總是1#傳感器先投入工作，2#處于過載保護(hù)狀態(tài)，待軟件判別確認(rèn)量程后，再置標(biāo)志位，選取量程M1或M2。此方案適合傳感器價(jià)格便宜的測量儀器。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)2、自動(dòng)切換不同量程測量算法非數(shù)值運(yùn)算查表排序數(shù)值運(yùn)算隨機(jī)誤差限幅濾波濾波中值濾波平均值濾波算術(shù)平均值遞推平均值加權(quán)遞推平均值低通濾波高通濾波系統(tǒng)誤差誤差修正模型離散數(shù)據(jù)代數(shù)插值最小二乘法校正數(shù)據(jù)粗大誤差拉伊達(dá)準(zhǔn)則格拉布斯準(zhǔn)則量程自動(dòng)切換標(biāo)度變換線性標(biāo)度（公式）非線性標(biāo)度測量算法非數(shù)值運(yùn)算查表排序數(shù)值運(yùn)算隨機(jī)誤差限幅濾波濾波中值濾智能儀器的多傳感器信息融合控制和信息融合計(jì)算機(jī)自主移動(dòng)裝配機(jī)器人裝配機(jī)械手力覺傳感器觸覺傳感器視覺傳感器超聲波傳感器激光測距傳感器智能儀器的多傳感器信息融合控制和信自主移動(dòng)裝配機(jī)器人裝配機(jī)械智能儀器的多傳感器信息融合控制和信息融合計(jì)算機(jī)自主移動(dòng)裝配機(jī)器人裝配機(jī)械手力覺傳感器觸覺傳感器視覺傳感器超聲波傳感器激光測距傳感器怎么能利用視覺1、2及超聲波傳感器進(jìn)行地標(biāo)識別呢？智能儀器的多傳感器信息融合控制和信自主移動(dòng)裝配機(jī)器人裝配機(jī)械智能儀器的多傳感器信息融合視覺1

視覺2超聲波測距紅外傳感器融合定位多傳感器信息融合充分利用不同的時(shí)間與空間的多傳感器數(shù)據(jù)資源，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)按時(shí)間序列獲得多傳感器觀測數(shù)據(jù)，在一定準(zhǔn)則下進(jìn)行分析、綜合支配和使用，獲得對被測對象的一致性解釋與描述，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的決策和估計(jì)，使系統(tǒng)獲得比它的各組成部分更充分的信息。智能儀器的多傳感器信息融合視覺1融合定位多傳感器信息融合充智能儀器的多傳感器信息融合（1）硬件基礎(chǔ)—多個(gè)或多類傳感器系統(tǒng)（2）加工對象—多源信息（3）處理技術(shù)—計(jì)算機(jī)技術(shù)（算法）（4）融合目的—導(dǎo)出更豐富的有效信息，獲得最佳協(xié)同效果，發(fā)揮多個(gè)傳感器的聯(lián)合優(yōu)勢，提高傳感器系統(tǒng)的有效性和魯棒性，消除單一傳感器的局限性。（5）信息融合的特性—時(shí)、空特性和系統(tǒng)性智能儀器的多傳感器信息融合（1）硬件基礎(chǔ)—多個(gè)或多類傳感智能儀器的多傳感器信息融合20世紀(jì)70年代末，多傳感器數(shù)據(jù)融合迅速發(fā)展→成為獨(dú)立的學(xué)科，并在軍事、民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭要求各作戰(zhàn)平臺能互相支援，通力協(xié)作，以形成一個(gè)緊密結(jié)合的整體，最大限度地發(fā)揮整體合力。美軍把信息融合作為發(fā)展各分系統(tǒng)的最基本要求，指出如果一個(gè)分系統(tǒng)不能融入到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，并與其他的系統(tǒng)互操作，那么它就不可能被采用。軍事領(lǐng)域智能儀器的多傳感器信息融合20世紀(jì)70年代末，多傳感器數(shù)據(jù)融智能儀器的多傳感器信息融合

軍事需求

隨著新型武器（精確制導(dǎo)、遠(yuǎn)程打擊等）的出現(xiàn)→戰(zhàn)場范圍擴(kuò)大（五維空間）→必須應(yīng)用多傳感器系統(tǒng)：微波、毫米波、電視、紅外、激光、電子支援措施（ESM），以及電子情報(bào)技術(shù)→提供觀測數(shù)據(jù)→優(yōu)化綜合→實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)獲取目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)識別目標(biāo)屬性分析行為意圖態(tài)勢評估威脅分析提供火力控制、精確制導(dǎo)、電子對作戰(zhàn)模式和輔助決策等作戰(zhàn)信息智能儀器的多傳感器信息融合軍事需求獲取目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)提供火力智能儀器的多傳感器信息融合戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)飛行目標(biāo)跟蹤虛擬戰(zhàn)場戰(zhàn)場監(jiān)測士兵機(jī)器人智能儀器的多傳感器信息融合戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)飛行目標(biāo)跟蹤虛擬戰(zhàn)智能儀器的多傳感器信息融合民用領(lǐng)域機(jī)器手跳舞機(jī)器人星球車遙感遙測智能交通無土栽培智能儀器的多傳感器信息融合民用領(lǐng)域機(jī)器手跳舞機(jī)器人星球車遙智能儀器的多傳感器信息融合多傳感器信息融合的融合過程信號獲取數(shù)據(jù)預(yù)處理特征提取融合計(jì)算提高信噪比數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)估計(jì)理論識別技術(shù)智能儀器的多傳感器信息融合多傳感器信息融合的融合過程信號獲取智能儀器的多傳感器信息融合智能儀器的多傳感器信息融合智能儀器的算法設(shè)計(jì)智能儀器的算法設(shè)計(jì)案例之一：熱電偶溫度測量系統(tǒng)如何在系統(tǒng)中將電壓值轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值呢？放大器AD轉(zhuǎn)換器單片機(jī)計(jì)算案例之一：熱電偶溫度測量系統(tǒng)如何在系統(tǒng)中將電壓值轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫智能儀器的算法利用微處理器的運(yùn)算功能設(shè)計(jì)算法來減小測量誤差和提高控制效果，測量與控制算法程序是智能儀器軟件系統(tǒng)的主要組成部分，主要用于實(shí)現(xiàn)儀器的測量與控制功能。測量算法利用微處理器對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、非線性補(bǔ)償、壓縮、識別、從而消除和削弱測量誤差的影響，提高測量精度。測量結(jié)果的非數(shù)值處理：查表、排序測量結(jié)果的數(shù)值處理：隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差的克服方法量程的自動(dòng)切換標(biāo)度變換算法。智能儀器的算法利用微處理器的運(yùn)算功能設(shè)計(jì)算法來減小測量誤差和智能儀器的測量算法與模擬電路相比，智能儀器的數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)可用程序代替硬件電路，完成多種運(yùn)算。能自動(dòng)修正誤差。能對被測參數(shù)進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算和處理。能進(jìn)行邏輯判斷。智能儀器不但精度高，而且穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。智能儀器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的軟件有哪些？匯編語言、C51、VisualBasic、VisualC++、LabVIEW智能儀器的測量算法與模擬電路相比，智能儀器的數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)可智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法排序法冒泡法希爾排序法測量結(jié)果的非數(shù)值處理智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法排序法冒泡法希爾排序法測量結(jié)果的非數(shù)值處理智能儀器的非數(shù)值處理算法查表法順序查表法對分查表法計(jì)算查表法智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波回顧隨機(jī)誤差的一些往事什么是隨機(jī)誤差？它是怎么產(chǎn)生的？它應(yīng)該怎么消除或克服？智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波回顧隨機(jī)誤差智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波——軟件濾波和硬件濾波相比，數(shù)字濾波具有以下優(yōu)點(diǎn)無需增加硬件設(shè)備，可多通道共享一個(gè)濾波器(多通道共同調(diào)用一個(gè)濾波子程序)，降低了成本。由于不用硬設(shè)備，各回路間不存在阻抗匹配等問題，故可靠性高，穩(wěn)定性好。可以對頻率很低的信號(如0.01Hz以下)進(jìn)行濾波，這是模擬濾波器做不到的?？筛鶕?jù)需要選擇不同的濾波方法或改變?yōu)V波器的參數(shù)，使用方便、靈活。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波——智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波器能夠完全取代模擬濾波器嗎？數(shù)字濾波器算法程序判斷濾波、中值濾波、算術(shù)平均濾波、去極值濾波、遞推平均濾波、加權(quán)遞推平均濾波、一階慣性濾波、低通數(shù)字濾波、高通數(shù)字濾波智能儀器的隨機(jī)誤差的處理隨機(jī)誤差的處理與數(shù)字濾波數(shù)字濾波器能智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波把兩次相鄰的采樣值相減，求出其增量(以絕對值表示)，然后與兩次采樣允許的最大差值(由被控對象的實(shí)際情況決定)△y進(jìn)行比較，若小于或等于△y，則取本次采樣值；若大于△y，則仍取上次采樣值作為本次采樣值，即：

|Y(k)－Y(k－1)|≤△y，則Y(k)=Y(k)，取本次采樣值；

|Y(k)－Y(k－1)|>△y，則Y(k)=Y(k－1)，取上次采樣值。式中：Y(k)——第k次采樣值；

Y(k－1)——第(k－1)次采樣值；△y——相鄰兩次采樣值所允許的最大偏差，取決于采樣周期T及采樣值Y的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波把兩次相鄰的采樣值相減，求出智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波主要用于變化比較緩慢的參數(shù)，如溫度、物位等測量系統(tǒng)。門限值△y的選取是非常重要的，通常可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，必要時(shí)也可由實(shí)驗(yàn)得出。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理限幅濾波主要用于變化比較緩慢的參數(shù)，智能儀器的隨機(jī)誤差的處理中值濾波中值濾波是對某一參數(shù)連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù))，然后把N次采樣值順序排列，再取中間值作為本次采樣值。中值濾波對于去掉由于偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定所引起的脈動(dòng)干擾十分有效。對緩慢變化的過程變量采用此法有良好的效果，但不宜用于快速變化的過程參數(shù)(如流量)。C語言程序請到網(wǎng)盤下載智能儀器的隨機(jī)誤差的處理中值濾波中值濾波是對某一參數(shù)連續(xù)采樣智能儀器的隨機(jī)誤差的處理算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值濾波就是連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：N的取值問題：N值較大時(shí)：信號平滑度較高，但靈敏度較低N值較小時(shí)：信號平滑度較低，但靈敏度較高N值的選?。阂话懔髁浚琋=12；壓力：N=4

對于脈沖干擾嚴(yán)重或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比較浪費(fèi)RAM

。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值濾波就是連續(xù)智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波的缺點(diǎn)是什么？把N個(gè)測量數(shù)據(jù)y1、y2．．．、yN看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長度固定為N，每進(jìn)行一次新的測量，把測量結(jié)果作為隊(duì)尾的yN，而扔掉隊(duì)首的y1，這樣在隊(duì)列中始終有N個(gè)“最新”數(shù)據(jù)。計(jì)算濾波值時(shí)，只要把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均，就可以得到新的濾波值，這樣，每進(jìn)行一次測量，就可以計(jì)算得到一個(gè)新的平均濾波值。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波的缺點(diǎn)是智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，靈敏度低；適用于高頻震蕩系統(tǒng)。

靈敏度低

對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差

不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場合

比較浪費(fèi)RAM

缺點(diǎn)智能儀器的隨機(jī)誤差的處理遞推平均值濾波對周期性干擾有良好的抑智能儀器的隨機(jī)誤差的處理加權(quán)遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波和遞推平均值濾波的缺點(diǎn)是什么？為了提高濾波效果，可將各次采樣值取不同的比例系數(shù)后再相加，這種方法被稱為加權(quán)平均濾波法。其運(yùn)算關(guān)系式為ci為加權(quán)系數(shù)，對它的選取應(yīng)滿足：適用于有較大純滯后的時(shí)間常數(shù)和采樣周期短的系統(tǒng)。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理加權(quán)遞推平均值濾波算術(shù)平均值濾波和遞智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）

分析Tf

對濾波的影響。模仿RC濾波器的特性參數(shù)，用軟件做成低通濾波器，實(shí)現(xiàn)一階慣性濾波。

智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）

分析T智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）Tf和T分別為濾波時(shí)間常數(shù)和采樣周期，α可以由實(shí)驗(yàn)確定，只要使被測信號不產(chǎn)生明顯的紋波即可。不足之處：相位滯后、靈敏度低。不能濾出頻率高于采樣頻率二分之一的干擾信號。對周期性干擾具有比較好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻繁的參數(shù)濾波。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理一階慣性濾波（低通數(shù)字濾波）Tf和T智能儀器的隨機(jī)誤差的處理高通數(shù)字濾波復(fù)合數(shù)字濾波為了進(jìn)一步提高濾波效果，有時(shí)可以把兩種和兩種以上不同濾波功能的數(shù)字濾波器組合起來，構(gòu)成復(fù)合數(shù)字濾波器，或稱多級數(shù)字濾波器。智能儀器的隨機(jī)誤差的處理高通數(shù)字濾波復(fù)合數(shù)字濾波為了進(jìn)一步提智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理回顧系統(tǒng)誤差的一些往事什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差是怎么產(chǎn)生的？系統(tǒng)誤差應(yīng)該怎么消除或克服？利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差；通過離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差；校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表修正法測量裝置測量方法環(huán)境方面測量人員方面智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理回顧系統(tǒng)誤差的一些往事什么是系統(tǒng)誤智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差理論分析建立系統(tǒng)誤差的模型確定校正系統(tǒng)誤差的算法系統(tǒng)誤差校正干擾或零漂偏置電流帶有誤差的測量值從輸出端y引入輸入端的反饋量智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差理論分析建立智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差在無誤差的理想情況下

有誤差的情況智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差在無誤差的智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差推出簡化形式修正公式修正因子求b1、b0智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差推出簡化形式智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差①零點(diǎn)校準(zhǔn)先令輸入端短路，即S1閉合，此時(shí)有

②增益校準(zhǔn)。令輸入端接上標(biāo)準(zhǔn)電壓，即S2閉合，此時(shí)有x=E，其輸出為智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差①零點(diǎn)校準(zhǔn)智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差求出兩個(gè)誤差因子為③實(shí)際測量。令S3閉合，此時(shí)得到輸出為y（結(jié)果），被測量的真值儀表在實(shí)際測量時(shí)，可在每次測量之初先求出b0和b1,然后在采樣，再按上式校正。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用誤差模型修正系統(tǒng)誤差求出兩個(gè)誤差智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差離散數(shù)據(jù)近似校正模型簡化數(shù)學(xué)模型逼近法代數(shù)插值法最小二乘法智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差離散數(shù)據(jù)近似智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差1.代數(shù)插值

要找到一個(gè)函數(shù)

，使得

在

處與

相等。這就是插值問題。就是的插值函數(shù)，稱為插值點(diǎn)。在[a、b]區(qū)間可以用代替

。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差1.代數(shù)插智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差怎么選擇合適的多項(xiàng)式、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)等。多項(xiàng)式是最容易計(jì)算的一類函數(shù)。選擇為n次多項(xiàng)式，并記為n次多項(xiàng)式為去逼近f(x)，使Pn(x)在節(jié)點(diǎn)xi處滿足多項(xiàng)式的次數(shù)由逼近精度來確定智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差怎么選擇合適未知數(shù)

線性插值拋物線插值分段插值多項(xiàng)式插值未知數(shù)

線性插值多項(xiàng)式插值智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(1)線性插值：從一組數(shù)據(jù)（xi,yi）中選取兩個(gè)有代表性的點(diǎn)（x0,y0）和（x1,y1），然后根據(jù)插值原理，求出插值方程Vi=|P1(Xi)－f(Xi)|,i=1,2,…,n，若在x的全部取值區(qū)間[a,b]上始終有Vi＜ε(ε為允許的校正誤差)，則直線方程P1(x)=a1x+a0就是理想的校正方程。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(1)線性智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱電偶分度表如表。若允許的校正誤差小于3℃，分析能否用直線方程進(jìn)行非線性校正。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱電偶分度表如表。若允許的校正誤差小于3℃，分析能否用直線方程進(jìn)行非線性校正。取A（0,0）和B（20.21,490）兩點(diǎn)，按式可求得a1=24.245，a0=0，即P1(x)=24.245x，此即為直線校正方程。顯然兩端點(diǎn)的誤差為0。最大校正誤差在x=11.38mV時(shí)，此時(shí)P1(x)=275.91。誤差為4.09℃。另外，在240～360℃范圍內(nèi)校正誤差均大3℃。即用直線方程進(jìn)行非線性校正不能滿足準(zhǔn)確度要求。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理案例分析：0～490℃的鎳鉻—鎳鋁熱智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)拋物線插值（二階插值）

在一組數(shù)據(jù)中選取（x0,y0），（x1,y1），（x2,y2）三點(diǎn)，相應(yīng)的插值方程提高插值多項(xiàng)式的次數(shù)可以提高校正準(zhǔn)確度?？紤]到計(jì)算這一情況，多項(xiàng)式的次數(shù)一般不宜取得過高。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)拋物線案例分析：現(xiàn)仍上題所列數(shù)據(jù)說明拋物線插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇（0，0），（10.15，250）和（20.21，490）三點(diǎn)。

可以驗(yàn)證，用此方程進(jìn)行非線性較正，每點(diǎn)誤差均不大于3℃，最大誤差發(fā)生在130℃處，誤差值為2.277℃。

智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差案例分析：現(xiàn)仍上題所列數(shù)據(jù)說明拋物線插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差（3）分段插值法對于系統(tǒng)誤差非線性程度嚴(yán)重或存在較寬測量范圍時(shí)，可采用分段直線方程來進(jìn)行校正。分段后的每段非線性曲線用一個(gè)直線方程來校正，即：

分段節(jié)點(diǎn)之間距離是否相等等距節(jié)點(diǎn)：非線性特性曲線曲率變化不大的場合。非等距節(jié)點(diǎn)：曲率變化大和切線斜率大的非線性曲線智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差（3）分段插智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差

案例分析：現(xiàn)仍上題所列數(shù)據(jù)說明分段插值的個(gè)體作用。節(jié)點(diǎn)選擇（0，0），（10.15，250）和（20.21，490）三點(diǎn)。第一段的最大誤差發(fā)生在130℃處，誤差值為1.278℃；第二段最大誤差發(fā)生在340℃處，誤差1.212℃。顯然與整個(gè)范圍內(nèi)使用拋物線插值法相比，最大誤差減小約1℃。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差案例分析：智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差2.最小二乘法

設(shè)被逼近函數(shù)為f(xi),逼近函數(shù)為g(xi),xi為x上的離散點(diǎn)，逼近誤差為令使Ψ最小，即在最小二乘意義上使V（xi）最小化，這就是最小二乘法原理。具體實(shí)現(xiàn)方法有直線擬合法和曲線擬合法。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差2.最小二智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差

設(shè)一組測試數(shù)據(jù)，現(xiàn)在要求出一條最能反映這些數(shù)據(jù)點(diǎn)變化趨勢的直線，設(shè)最佳擬合直線方程為式中a1、a0為直線方程系數(shù)，下面求出直線方程系數(shù)a1、a0。令

有

(1)直線擬合法智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差分別對α1、α0求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為0，得聯(lián)立求解，得智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差分別對α1、智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬合

自變量x與因變量y之間的單值非線性關(guān)系可以自變量x的高次多項(xiàng)式來逼近對于n個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對（xi，yi）（i=1，2，…，n），則可得如下n個(gè)方程智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬合解即為aj（j=0，…，m）的最佳估計(jì)值智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差(2)曲線擬智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差上題取三點(diǎn)（0，0），（10.15，250），（20.21，490），采用分段直線擬合，擬合系數(shù)用最小二乘法求取。在3個(gè)節(jié)點(diǎn)之間求出兩段直線方程：根據(jù)最小二乘法直線擬合系數(shù)公式，分別求出經(jīng)驗(yàn)證，第一段直線最大絕對誤差在130℃，誤差0.836℃；第二段最大絕對誤差在250℃，誤差為0.925℃智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用離散數(shù)據(jù)修正系統(tǒng)誤差上智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差當(dāng)難以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)睦碚摲治鰰r(shí)，未必能建立合適的誤差校正模型。但此時(shí)可以通過實(shí)驗(yàn)，即用實(shí)際的校正手段來求得校正數(shù)據(jù)，然后把校正數(shù)據(jù)以表格形式存入內(nèi)存。實(shí)時(shí)測量中，通過查表來求得修正的測量結(jié)果。獲取校正數(shù)據(jù)建立表格實(shí)際測量查表校正智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差當(dāng)難智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差（1）在儀器的輸入端逐次加入已知的標(biāo)準(zhǔn)電壓x1、x2、．．．xn，并測出儀器對應(yīng)的輸出量y1、y2、．．．yn。（2）將輸出量y1、y2、．．．yn存入存儲器中，它們的地址分別與x1、x2、．．．、xn對應(yīng)，這就建立了一張校正數(shù)據(jù)表。（3）實(shí)際測量時(shí)，根據(jù)儀器的實(shí)際輸入量值x訪問存儲器的相應(yīng)的地址，讀出其中的y值，即得到經(jīng)過修正的被測量值。（4）若實(shí)際輸入值x介于某兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)xi

、xi+1之間，為了減小誤差，還要再作內(nèi)插計(jì)算來修正，最簡單的內(nèi)插是線性內(nèi)插，當(dāng)yi<y<yi+1時(shí)取

智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差（1）在儀器智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理實(shí)例分析：MF53-1型NTC熱敏電阻非線性校正⑴串聯(lián)并聯(lián)補(bǔ)償⑵實(shí)測獲得校正數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度x（℃）A/D轉(zhuǎn)換值y0.02F1H2.02D3H4.02B5H6.0296H8.0277H10.0257HTR-20℃22K50℃補(bǔ)償后曲線1.15KR1R2RtX=26CH=620X0=277H=631,

y0=8X1=257H=599,

y1=10智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理實(shí)例分析：標(biāo)準(zhǔn)溫度x（℃）A/D轉(zhuǎn)換智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法由于傳感器、測量電路、放大器等不可避免地存在溫度漂移和時(shí)間漂移，所以會給儀器引入零位誤差和增益誤差，這類誤差均屬于系統(tǒng)誤差。1．零位誤差的校正方法在每一個(gè)測量周期的測量過程中。①把輸入接地，此時(shí)輸出即為零位輸出No，No存于內(nèi)存。②輸入接Vx，測得Nx。零位校正后Vx=Nx-No智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法由于智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．增益誤差的自動(dòng)校正方法測量時(shí)，根據(jù)測量結(jié)果和校正模型求取校正值，從而消除誤差。其基本思想是測量基準(zhǔn)參數(shù)。需要校正時(shí)，先將開關(guān)接地，所測數(shù)據(jù)為No，然后把開關(guān)接到Vr，所測數(shù)據(jù)為Nr，存儲No和Nr。輸入接Vx，測得Nx。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．增益誤差的自動(dòng)校正方法這種校正方法測得信號與放大器的漂移和增益變化無關(guān)，降低了對電路器件的要求，達(dá)到與Vr等同的測量精度，但增加了測量時(shí)間。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理儀器零位誤差和增益誤差的校正方法2．智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器的輸出電信號與被測量之間的關(guān)系呈非線性儀器采用的測量電路是非線性模型方法來校正系統(tǒng)誤差的最典型應(yīng)用是非線性校正。智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器的輸出電信智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器非線性特性的解析式A/D轉(zhuǎn)換器輸出反函數(shù)智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法傳感器非線性特性智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法例：某測溫?zé)崦綦娮璧淖柚蹬c溫度之間的關(guān)系為

RT為熱敏電阻在溫度為T的阻值

α和β為常數(shù)1.44×10-6和4016K。TR智能儀器的系統(tǒng)誤差的處理系統(tǒng)的非線性校正方法例：某測溫?zé)崦綦娭悄軆x器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換溫度傳感器信號調(diào)理信號調(diào)理AD轉(zhuǎn)換器單片機(jī)11101011這些數(shù)碼到底是多少度？將傳感器和AD轉(zhuǎn)換后得到的一系列數(shù)碼轉(zhuǎn)換為帶有量綱的數(shù)值后才能顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是工程量變換，又稱標(biāo)度變換。智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換溫度傳感器信號調(diào)理信號調(diào)理AD轉(zhuǎn)換智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換標(biāo)度變換的類型和方法硬件實(shí)現(xiàn)方法軟件實(shí)現(xiàn)法實(shí)物定標(biāo)法綜合實(shí)現(xiàn)法線性標(biāo)度變換公式變換法多項(xiàng)式變換公式智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換標(biāo)度變換的類型和方法硬件實(shí)現(xiàn)方法線智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法假設(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，被測物理量的變化范圍為A0~Am，即傳感器的測量值下限為A0、上限為Am，物理量的實(shí)際測量值為Ax，而A0對應(yīng)的數(shù)字量為N0，Am對應(yīng)的數(shù)字量為Nm，Ax對應(yīng)的數(shù)字量為Nx。則標(biāo)度變換公式為式中，A0、Am、N0、Nm對于某一固定的參數(shù)，或者儀器的某一量程來說，均為常數(shù)，可以事先存入計(jì)算機(jī)。智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法假設(shè)包括傳感器在內(nèi)的智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法已知某智能溫度測量儀的溫度傳感器是線性的，溫度測量范圍為10～100℃，ADC轉(zhuǎn)換位數(shù)為8位。對應(yīng)溫度測量范圍，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果范圍為0～FFH，被測溫度對應(yīng)的ADC轉(zhuǎn)換值為28H，求其標(biāo)度變換值?！?/p>

智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換法已知某智能溫度測量儀智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換公式變換法

實(shí)際中許多智能儀器所使用的傳感器都是非線性的，如果傳感器輸出信號與被測物理量之間有明確的數(shù)學(xué)關(guān)系，可以直接利用該數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行標(biāo)度變換。例如，利用節(jié)流裝置測量流量時(shí)，流量與節(jié)流裝置兩邊的差壓之間有以下關(guān)系式中：G為流量（即被測量）；

k為系數(shù)（與流體的性質(zhì)及節(jié)流裝置的尺寸有關(guān)）；ΔP為節(jié)流裝置兩邊的差壓。智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換公式變換法實(shí)際中許多智能智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換多項(xiàng)式變換法若傳感器測出的數(shù)據(jù)與實(shí)際的參數(shù)為非線性關(guān)系，它們的函數(shù)關(guān)系無法用一個(gè)簡單式表示，或者該解析式難以直接計(jì)算。這種情況怎么解決呢？沒有解析式，我們還有離散的數(shù)據(jù)，有了數(shù)據(jù)我們可以插值呀！智能儀器測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換多項(xiàng)式變換法若傳感器測出的數(shù)據(jù)與實(shí)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換案例分析：一種量程自動(dòng)切換數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表：簡稱DVM，采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀器。想想傳統(tǒng)電壓表怎么切換量程的？設(shè)計(jì)中以單片機(jī)為核心，采用軟件編程和硬件相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)一種量程可以自動(dòng)切換且具有較高清晰度顯示的數(shù)字式直流電壓表。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換案例分析：一種量程自動(dòng)切換數(shù)字電壓表的設(shè)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)確度高盡可能高的測量速度。測量速度=選擇量程的速度+完成一次測量的速度當(dāng)讀數(shù)的十進(jìn)制位數(shù)大于等于量程檔數(shù)時(shí)，只需進(jìn)行一次中間測量，就可以找到正確的量程。確定性在升降量程時(shí)，不應(yīng)該發(fā)生在二個(gè)相鄰量程間反復(fù)選擇。通過給定升降閾值回差的方法來解決。降量程閾值選取滿刻度的9.5%，升量程閾值為100%。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)確度高安全性量程輸入電路必須具有過載保護(hù)能力，當(dāng)發(fā)生過載時(shí)，至少在一次測量過程中仍能正常工作，并且不損壞。量程自動(dòng)切換硬件設(shè)計(jì)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)原則方便、分辨率高、準(zhǔn)智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)1、程控增益放大器當(dāng)被測信號的幅值變化范圍很大時(shí)，為了保證測量精度的一致性，可以采用程控放大器。智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)1、程控增益放大器當(dāng)被智能儀器量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路一般由衰減器,放大器,接口及開關(guān)驅(qū)動(dòng)這三大部分組成。（1）衰減電路具有100和1二種衰減系數(shù):當(dāng)K1被激勵(lì)時(shí),K1切向A端,衰減系數(shù)100當(dāng)K1未被激勵(lì)時(shí),K1切向B端,衰減系數(shù)1;智能儀器