测控与系统4-2.pdf

上节回顾 4.1 零位和灵敏度的误差校正 4.2 量程自动切换 4.3 超限自动报警 4.4 标度变换 4.5非线性校正算法 4.6数字滤波 1 4.4 标度变换 生产中的各种参数都有着不同的量纲和数值，例如，温 度的单位为℃，压力的单位为Pa，流量的单位为m3/h 。但在 计算机控制系统的采集、A/D转换过程中已变为无量纲的数 据，即仅仅能代表被测参数值的相对大小。当系统在进行显 示、记录、打印和报警等操作时，必须把这些测得的数据还 原为相应量纲的物理量，这就需要进行标度变换。 例如，在某个以微处理器为核心的温度测量系统中，首先采用热电偶把现 场0～1200℃的温度转变电压为0～48mV 的电信号，然后经通道放大器放大 到0～5V，再由8位A/D转换器转换成00H～FFH 的数字量。微处理器读入该 数据后，必须把这个数据再转换成量纲为℃的温度值 （例，数据FFH转换为 1200，单位为℃），才能送到显示器进行显示。 4.4 标度变换 标度变换：为使操作人员能从显示器上直接读取带有被测量量 纲的数值所进行的必要的变换。 3 测控系统通常需要在系统面板上显示被测对象的测量结果， 以便操作人员观察和了解。被测信号在由测控系统的测量探头 探测接收后，要经过很多环节的处理，才能在系统面板上显示 出来，这些环节连成的通道就是被测信号从接收到显示所经历 的通道，称之为测量通道。如果忽略那些不影响显示的环节， 则测量通道可用后图所示框图来表示。图中(a)、(b)表示非微机 化普通电测仪器仪表的情况，(c)、(d)表示微机化测控系统的情 况。 由上图可见，测量结果的显示有模拟和数字两种形式。无论 是模拟的显示还是数字的显示，在测量通道中都经历了多次转 换即多次量纲变化。因此，为了使操作人员能从显示器上直接 读出带有被测量量纲单位的数值，就必须进行必要的变换，这 个变换称为标度变换。 4.4 标度变换—实现方法 4.4.1硬件实现方法 •模拟显示仪表的标度变换 •数字显示仪表的标度变换 4.4.2软件实现方法 •线性通道的标度变换。 •非线性通道的标度变换 5 4.4.1硬件实现方法 一、模拟显示的标度变换 二、数字显示的显示的标度变换 1、线性通道的标度变换 2、非线性通道的标度变换 6 一、模拟显示的标度变换 模拟显示器的标度变换：通过将模拟表头 （如mA表、mV表 等）的表盘刻度改成被测量值刻度即可实现标度变换。 7 读数既不习惯也不方便，还 读数方便而且读数误差也比较小 容易产生较大的读数误差 线性模拟仪表 非线性模拟仪表 测量通道 不包含任何非线性环节 包含非线性环节 表头指针偏转角 线性关系 非线性关系 θ与被测量x的 关系 表盘刻度 线性均匀刻度