数据处理和滤波讲解精编.ppt

计算机控制术一 教据处理与滤波 河六孕 算机与官息工羁掌浣 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 教据处理与滤波 线性化处理 标度变换 数字滤波 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 数据处理的目的 经过处理后,可直接引用采样 数据。 常见的数据处理内容 线性化处理 ·(1)孔板差压与流量 (2)热电偶的热电势与温度 校正运算:如温度补偿 测量值与工程量的转换: (1)线性值公式; (2)开方值转换公式; (3)热电偶与热电阻公式 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 、线性化处理 在数据采集与处理系统中,一般总希 望系统的输出和输入呈简单的线性关 系,这样当用仪表来检测和显示系统 中的某个物理量时,能得到均匀的刻 度,不仅读数看起来清楚方便,而且 仪表在整个范围内灵敏度一致。 在实际工程中,计算机从模拟量输入 通道得到的现场信号与该信号所代表 的被测物理量之间,经常存在着非线 性关系 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 一.线性化处理 线性化处理—为了保证这些参数能有线 性输出,需要引入非线性补偿,将输出 信号与被测物理量之间的非线性转化为 线性关系,这种转化过程称为 方法 直接计算法:可以用解析式明确表示的非 线性函数关系; 查表法:将事先计算好的结果存放在数据 表中; 线性插值法:非线性关系不能用数学公式 精确表达 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 线性化处理 1、變性原 图4-25分段线性插值法 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 一.线性化处理 例如,设x在(x;xa1)区间内,则其对应 的逼近值为 r-r 或y=y1+k(x-x) (4-7) 只要n取得足够大,即分段足够多,就可 获得良好的非线性转换精度 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 线性化处理 2.性插筐的计机实现参骤 ①用实验法测量输入输出的非线性关系曲线 y=f(r) ②将测量得到的曲线进行分段,选择插值基点 等距分段法 非等距分段法 ③确定并计算出各插值点的x1、y值及两相邻插 值点间拟合直线段的斜率k ④通过查表找出x所在的区间,取出该段直线的 斜率k和基点值xy ⑤根据插值公式y=y+k:(x-x;),计算出x点所对应 的y值 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 二、标度变换 将A/D转换后的数字量转换成带有量纲 的数值 线性参数的标度变换 线性参数:参数值与A/转换结果之间为 线性关系 变换公式 Y=Yo+( N-M =+(y-y)M 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计 计算机控制术一 二、标度变换 例已知某热处理炉温度测量仪表的量程 为200~800℃,在某一时刻计算机经采 样、数字滤波后得到的数字量为CDH。 设该仪表的量程是线性的,在Y0=200℃ 时,N为0;Ymn=800℃时, Nm=FFH=(255)10;x=CDH=(205)1o。 因此,根据公式(4-9),此时的温度为 205 Y2=Y6+(Ymn-1),=200+1(800-200×=682C 20l8/12/6 第4章数据采集系统设计