ch23-檢測算法

1、 第第23章章 檢測算法檢測算法23.1 常用數字濾波方法23.2 克服系統(tǒng)誤差的軟件算法23.3 量程自動切換及標度變換123. 檢測算法檢測算法23.1 常用常用數字濾波方法數字濾波方法23.1.1 數字濾波技術特點概述數字濾波技術特點概述優(yōu)點優(yōu)點：(1) 不需增加硬件，只是一個計算程序，可靠性高，尤其是 可對頻率很高或很低的信號濾波。(2) 用軟件算法實現，可以使多個輸入通道共享一個軟件“濾 波器”，降低硬件成本。(3) 改變軟件濾波器程序和參數，即可改變?yōu)V波特性，對于 抑制低頻脈沖干擾、隨機噪聲特別有效。主要不足主要不足： 需要計算時間，可能影響實時性。223.1 常用數字濾波方法常用

2、數字濾波方法23.1.1 數字濾波方法數字濾波方法1）程序判斷濾波）程序判斷濾波 : 相鄰兩個采樣值之差的最大可能變化范圍。程序判斷濾波程序判斷濾波又稱限幅濾波，很容易用程序判斷方法實現。關鍵關鍵：確定的值。 因過程的動態(tài)特性決定其輸出參數的變化速度，故可根據檢測實踐經驗或按參數可能的最大變化速度Vmax及采樣周期T來決定值，即： =TVmax21112nnnnnnnnnnyyyyyayyayyy或323.1 常用數字濾波方法常用數字濾波方法23.1.1 數字濾波方法數字濾波方法2) 中中(位位)值濾波法值濾波法 對某一被測參數連續(xù)采樣n次(一般n=2m+1)，把n次采樣值按大小排序，取中間值

3、作為本次的有效采樣值。 對溫度、液位等緩慢變化的被測參數，緩慢變化的被測參數，此法能收到良好濾波效果，但對壓力等快變參數一般不宜采用。特點特點：有效抑制脈沖(寬度 M2，設它們的滿量程輸出電壓相同。 啟動時，總是1#傳感器先接入工作，2#處于過載保護，待軟件判別確認量程后，再置標志位，選取M1或M2。2723.3 量程自動切換及標度變換量程自動切換及標度變換23.3.2 標度變換標度變換 實用中，測出被測模擬量并轉換為數字量后，常需轉換成操作員熟悉的工程量。因被測對象的各種數據的量綱與A/D轉換的輸入值不同，這些參數經傳感器和A/D轉換后得到一系列數碼，這些數碼并不等于原來帶量綱的參數值，僅對

4、應于參數大小, 必須將其轉換成帶量綱的數值后才能運算、顯示和輸出，這種轉換是工程量變換工程量變換，又稱標度變換標度變換。 可分為線性系統(tǒng)標度變換和非線性參數標度變換。1) 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng) 標度變換公式為：式中：A0為測量范圍下限；Am為測量范圍上限；Nm是Am對應的數字；N0 是A0對應的數字；Nx是被測量x對應的數字。 0000)(NNNNAAAAmxmx2823.3 量程自動切換及標度變換量程自動切換及標度變換23.3.2 標度變換標度變換1) 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)例例：已知某熱處理爐溫度測量系統(tǒng)的量程為200800，在某時刻計算機采樣并經數字濾波后的數字量(8位)為0CDH，此時的溫度值是

5、多少?解解：已知A0=200，Am=800，N0=0，Nm=0FFH=255， Nx=0CDH=205，此時溫度： Ax= Nx (Am-A0 )/Nm+A0=205(800-200)/255+200 = 6282923.3 量程自動切換及標度變換量程自動切換及標度變換23.3.2 標度變換標度變換2) 非線性參數的標度變換非線性參數的標度變換 被測量為非線性刻度時，變換式應根據具體問題分析，先求它對應的標度變換公式，再進行程序設計, 或在測量范圍內實測一些典型數據來制作數據表，再用查表程序實現標度變換，對中間數據可用插值法計算。 例例：在流量測量中，流量和壓差的公式為：式中：Q為流量；P為節(jié)

6、流裝置前后的差壓；K是刻度系數，與流體的性質及節(jié)流裝置的尺寸形狀有關。 根據流量與壓差的關系式，測流量時的標度變換式為： PKQ0000)(QNNNNQQQmxmx式中，Qx為被測流量值；Qm 和Q0為流量儀的上、下限；Nx為差壓變送器所測差壓值(數字量)；Nm 和N0分別為差壓變送器上、下限對應的數字量。 3023.3 量程自動切換及標度變換量程自動切換及標度變換23.3.2 標度變換標度變換2) 非線性參數的標度變換非線性參數的標度變換 對流量儀，一般下限皆為0，即Q0=0，上式可簡化為： 若取流量表下限對應數字量N0=0，上式可進一步簡化。 與線性刻度標度變換公式一樣，由于Qm，Q0，Nm，N0都是常數，所以公式可分別記作：00NNNNQQmxmx0010