2012计算机控制技术第三章应用程序设计与实现技术.ppt

1全自动校准 采用这种方法测得的V与放大器的漂移和增益变化无关，与V和R的精度也无关。这样可大大提高测量精度，降低对电路器件的要求。 先把开关接地，测出这时的输入值x0，然后把开关接VR，测出输入值x1，并存放x1、x0，在正式测量时，如测出的输入值为x，则这时的V可用下式计算 * 2 人工自动校准 人工自动校准只测一个标准输入信号yR，零信号的补偿由数字调零来完成。 设数字调零后测出的数据分别为xR(接校准输入yR时)和x(接被测输入y时)，则可按下式来计算y。 如果在校准时，计算并存放yR／xR的值，则测量校准时，只需行一次乘法即可。 人工自动校准特别适于传感器特性随时间会发生变化的场合。如常用的湿敏电容等湿度传感器。 * 在数据采集和处理系统中， 计算机从模拟量输入通道得到的有关现场信号与该信号所代表的物理量不一定成线性关系， 而在显示时总是希望得到均匀的刻度， 即希望系统的输入和输出之间为线性关系， 这样不但读数看起来清楚方便，而且使仪表在整个范围内灵敏度一致， 从而便于读数和对系统的分析与处理。 例如， 在流量测量中， 从差压变压器来的差压信号ΔP与实际流量G成平方根关系，即 。 又如， 铂热电阻及热电偶与温度的关系也是非线性的， 为了保证这些参数能有线性输出， 需要引入非线性补偿， 将非线性关系转化为线性关系，这种转化过程称为线性化处理。 线性化处理 二 　　在常规的自动化仪表中， 常引入“线性化器”来补偿其他环节的非线性， 例如， 凸轮机构或曲线板（如在流量仪表中）， 非线性电位器（如各种对数、 指数、三角函数运算放大器等）。 所有这些， 均属于硬件补偿， 它们或多或少地使设备更复杂， 而且， 补偿方法都是近似的， 精度不高。 　　在计算机数据采集及处理系统中， 可以用计算机进行非线性补偿， 不仅补偿方法灵活， 而且精度高， 可以一机对多个参数补偿。 常用的补偿方法有计算法、 查表法及折线法。 1 计算法（1）热电偶的非线性补偿　　热电偶是常用的测温元件， 但热电势与温度之间呈现的是非线性关系， 因而需要线性化。 虽然不同种类的热电偶非线性程度不一样， 但一般情况下， 常见的温度与热电偶电势关系（T-E关系）可以用下式表示（不同的热电偶， 系数αn不一样）： 　　　T =α4E4+α3E3+α2E2+α1E+α0 　　 上式可写成　　　T=(((α4E+α3)E+α2)E+α1)E+α0　　　　 (2) 铂热电阻的阻值与温度的关系 Pt100铂电阻适用于-200～850℃全部或部分范围内测温，其主要特性是测温精度高，稳定性好。Pt100铂热电阻的阻值与温度的关系为： 在-200～0℃范围内，有： Rt =R0〔1+At+Bt2+C(t-100℃)t3〕 在0～850℃范围内，有： Rt =R0 (1+At+Bt2) 其中：A=3.90802×10-3℃-1 B=-5.802×10-7℃-2 C=-4.27350×10-12℃-4 R0=100Ω（0℃的电阻值） (3) 平方根的数字实现　　比如从差压变送器来的信号ΔP与实际流量G就是平方根关系， 即　　　　　　　。 计算机求解平方根的方法很多， 如直接法、 级数展开法和牛顿叠加法等。 。 　　有许多非线性关系， 如指数、 对数、 三角函数、 积分和微分等， 计算起来不仅程序长， 而且很费机器时间； 有的关系也难以用公式来表达， 这些非线性关系常以某种数据表格给出。 为解决这类问题， 可以用查表法。 　　所谓查表法， 就是将事先计算好的数据按一定顺序编制成表格存入计算机中，查表程序的任务就是根据被测参数的值（或中间计算结果）， 查出最后所需的结果， 这种方法速度快， 精度高。 2 查表法与插值逼近 　　查表程序的繁简及查询时间的长短与表格长短有关， 更重要的一个因素是与表格的排列方法有关。 一般的表格有两种排列方法： 　　① 无序表格，即表格的排列是任意的， 无一定的顺序； 　　② 有序表格，即表格的排列有一定的顺序， 如表格中各项按大小顺序排列等。 　　查表的方法有：顺序查表法， 计算查表法， 对分有哪些信誉好的足球投注网站法等。 关于建表与查表， 在程序设计或微型计算机原理课程中讲过， 此处不再赘述。 　　由于存储容量的限制， 有些表格只给出一些稀疏点上的函数值， 而对任何相邻两点中间的函数值常用插值法近似计算。 最常用的插值法是运算量较小的线性插值