智能儀器設(shè)計(jì)：8-2 系統(tǒng)誤差的數(shù)據(jù)處理

1、 8.2系統(tǒng)誤差的數(shù)據(jù)處理8.2.1系統(tǒng)誤差模型的建立8.2.2系統(tǒng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正法8.2.3非線性校正8.2.4零位誤差和增益誤差的校正8.2.5溫度誤差的補(bǔ)償 8.2.1系統(tǒng)誤差模型的建立 1. 代數(shù)插值法2.最小二乘法8.2.1系統(tǒng)誤差模型的建立 1. 代數(shù)插值法 (1) 線性插值線性插值是從一組數(shù)據(jù)(xi，yi)中選取2個(gè)有代表性的值(x0，y0)、(x1，y1)，然后根據(jù)插值原理，求出插值方程1. 代數(shù)插值法 圖8-12非線性特性曲線的直線方程校正1. 代數(shù)插值法 (2) 拋物線插值拋物線插值是在數(shù)據(jù)中選取(x0，y0)、(x1 ， y1)、(x2 ， y2)三點(diǎn)，采用拋物線擬合

2、，如圖8-13所示。圖8-13拋物線插值1. 代數(shù)插值法 2. 最小二乘法 (1) 直線擬合設(shè)有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖8-14所示，現(xiàn)在要求一條最接近于這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的直線。圖8-14最小二乘法直線擬合2. 最小二乘法 2. 最小二乘法 2. 最小二乘法 (2) 曲線擬合為了提高擬合精度,通常對n個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(xi,yi) (i=1,2,n)選用m次多項(xiàng)式2. 最小二乘法 2. 最小二乘法 2. 最小二乘法 8.2.2系統(tǒng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正法 進(jìn)行測量時(shí)現(xiàn)場情況往往很復(fù)雜，有時(shí)難以通過理論分析建立起儀表的誤差校正模型。這時(shí)可以通過實(shí)驗(yàn)，即用實(shí)際的校正手段來求得校正曲線，然后，把曲線上的各個(gè)校正點(diǎn)的數(shù)據(jù)以

3、表格形式存入儀器的內(nèi)存中。一個(gè)校正點(diǎn)的數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)(或幾個(gè))內(nèi)存單元，在以后的實(shí)時(shí)測量中，通過查表來修正測量結(jié)果。 8.2.3非線性校正1.校正函數(shù)2.用插值法進(jìn)行校正3.利用最小二乘法進(jìn)行非線性校正 2.用插值法進(jìn)行校正 3.利用最小二乘法進(jìn)行非線性校正 8.2.4零位誤差和增益誤差的校正1.零位誤差的校正方法2.增益誤差的校正方法 1.零位誤差的校正方法 智能儀器做零位校正時(shí)，需中斷正常的測量過程，把輸入端短路(使輸入為零)，這時(shí)包括傳感器在內(nèi)的整個(gè)儀器的輸入通道的輸出為零位輸出。但由于存在零位誤差，使儀器的輸出值并不為零。根據(jù)整個(gè)儀器的增益，將儀器的輸出值折算成輸入通道的零位輸入值，并把

4、這一零位輸入值存在內(nèi)存單元中。在正常測量過程中，儀器在每次測量后均從采樣值中減去原先存入的零位值，從而實(shí)現(xiàn)了零位校正。這種零位校正法已經(jīng)在智能化數(shù)字電壓表、數(shù)字歐姆表等儀器中得到廣泛的應(yīng)用。 2.增益誤差的校正方法圖8-16自動(dòng)校正電路 8.2.5溫度誤差的補(bǔ)償 智能儀器中的放大器、模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器等各種集成電路及傳感器，都會(huì)受溫度的影響而產(chǎn)生溫度誤差，因此溫度變化會(huì)影響整個(gè)儀器的性能指標(biāo)。智能儀器出現(xiàn)以前，電子儀器要采用各種硬件方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，線路很復(fù)雜。由于智能儀器中有計(jì)算機(jī)，可以充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，利用各種算法進(jìn)行溫度補(bǔ)償。為此，需要建立比較精確的溫度誤差數(shù)學(xué)模型，并采用相應(yīng)的算法。另外，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，必須在儀器里安裝測溫元件，常用的測溫元件是PN二極管、熱敏電阻或A