量程自动转换标度变换和测量数据预处理

1、微型计算机控制技术,量程自动转换、标度变换和测量数据预处理,量程自动转换,保证送到计算机的信号一致，提高测量精度 由于传感器所提供的信号变化范围很宽（从微伏到伏），特别是在多回路检测系统中，当各回路的参数信号不一样时，必须提供各种量程的放大器，才能保证送到计算机的信号一致（05V），使A/D转换器满量程信号达到均一化，因而大大提高测量精度。 可编程增益放大器（PGA） 通用放大器，放大倍数可通过程序进行控制。 组合型PGA 集成PGA,集成PGA B-B PGA102,线性参数标度变换,前提条件 被测参数值与A/D转换结果为线性关系 标度变换公式 式中：A0 仪表测量值的下限 Am 仪表测量值

2、的上限 Ax 实际测量值 N0 仪表测量下限对应的数字量 Nm 仪表测量上限对应的数字量 Nx 实际测量值对应的数字量,线性参数标度变换,非线性参数标度变换,如果被测参数为非线性，则需要重新建立标度变换公式，进行非线性参数标度变换。 公式变换法 例：流量与压差间的关系为 则可得到测量流量时的标度变换公式 其他的变换法 插值法和查表法,测量数据预处理技术,在许多控制系统中，有些参数是非线性的，不便于计算和处理，有时难找出明显的数学表达式，或者即使有明显的表达式，但计算起来相当麻烦，精度也不高，则要对其进行非线性补偿。 非线性补偿 硬件方法 要一定的硬件设备，成本高，且线路复杂 软件方法 通过编程

3、实现非线性补偿 线性插值法 二次抛物线插值法,数据插值,插值（Interpolation） 在所给的基准数据的情况下，研究如何平滑的估算出基准数据之间其它点的函数值。 也就是在样本点的基础上求出不在样本点上的其它点处的函数值。 数据插值的用途非常广泛 计算机控制 计算机仿真 科学计算 .,线性插值法,线性插值法原理 将特性曲线按一定的规则分成若干段，将相邻两点用直线连接起来，再用直线替代相应的曲线。,线性插值法,线性插值法特点 1）曲线斜率变化越小，替代直线越逼近特性曲线，则线性插值法误差越小。 2）插值基点取得越多，替代直线越逼近特性曲线，则线性插值法误差越小,线性插值法,线性插值法程序的设

4、计步骤 1）用实验法测出特性曲线 2）选取插值基点，将绘好的曲线分段 等距分段法：插值基点沿X轴等距选取，即Xi+1-Xi=常数 优点：简化计算 缺点：曲线斜率变化大时会产生一定的误差 非等距分段法：在曲线斜率变化大的部分，插值基点选取多，在曲线斜率变化小的部分，插值基点选取少。 优点：线性化精度高 缺点：基点选取比较麻烦，编程复杂。,线性插值法,3）计算并存储各相邻插值点间替代直线的斜率Ki 4）计算X-Xi 5）读出X所在区间的斜率Ki，计算Ki( X-Xi) 6）计算Y=Xi+ Ki(X-Xi),线性插值法,举例,线性插值法,每段曲线的插值函数表达式为：,二次抛物线插值法,二次抛物线插值法：通过特性曲线上三点做一条抛物线，用此抛物线代替特性曲线进行参数计算。 优点：能够提高非线性补偿的精度,二次抛物线插值法,二次抛物线插值法的实现 抛物线方程为,样条插值法,样条