專利名稱：一種模擬通道的自動校準方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種模擬通道的自動校準方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)控制中，需要對溫度、濕度、流量、壓力等過程變量進行監(jiān)測和控制。在監(jiān)測和控制過程中，需要通過傳感器將這些物理量轉(zhuǎn)換為模擬信號，模擬信號通過模擬通道的放大、調(diào)理及模數(shù)轉(zhuǎn)換之后變成計算機可以識別的數(shù)字信號。然而，模擬信號通過調(diào)理電路時，往往會產(chǎn)生幅值偏差和相位偏差，造成控制系統(tǒng)不穩(wěn)定、控制性能降低等后果。因此，為了減小模擬信號經(jīng)過模擬通道所產(chǎn)生的誤差，需要 對模擬通道進行校準。目前最常用的方法是通過人工測量、計算出增益系數(shù)、零漂和相位差三個校準參數(shù)并用最小二乘法擬合出調(diào)理電路前后端幅值的最優(yōu)線性關(guān)系以及最優(yōu)相位差，然后對模擬通道進行校準以達到對模擬信號全頻段校準目的。圖I是現(xiàn)有模擬通道校準方法的示意圖。如圖I所示，首先利用示波器分別對調(diào)理電路前后兩端的模擬信號進行測量，得到當前頻率《下模擬信號通過調(diào)理電路前，即測量點I和通過調(diào)理電路后，即測量點2的幅值和相位差，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到校準參數(shù)，然后逐漸改變頻率，并按同樣的方法依次計算出各個頻率下的校準參數(shù)，最后通過最小二乘法得到調(diào)理電路前后端幅值的最優(yōu)線性關(guān)系以及最優(yōu)相位差，從而得到模擬信號全頻段的校準參數(shù)，并下載到處理器中，對模擬信號經(jīng)過調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號進行校準。但這種方法的不足之處在于，沒有考慮到信號頻率的實際分布情況，不能從實際出發(fā)給模擬信號主頻附近更高精度的校準。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模擬通道的自動校準方法，以提高模擬信號主頻率附近的校準精度。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明模擬通道的自動校準方法，其特征在于，包括以下步驟(I)、幅值校準I. I)、獲取調(diào)理電路的幅頻數(shù)據(jù)輸入幅值X=A1的模擬信號S1到調(diào)理電路，依次改變模擬信號S1頻率《 i，《2，…，Oi，…，，分別測得調(diào)理電路輸出端幅值y=A' 11,A/ 12，…，A' n，…，A' lm；輸入幅值X=A2的模擬信號S2到調(diào)理電路，依次改變模擬信號S2頻率《 i，《2，…，Oi，…，，分別測得調(diào)理電路輸出端幅值y=A' 21,A/ 22,…，A' 2i,…，A' 2m；其中，m是頻率數(shù)，頻率GJ1, GJ2，…，GJi，…，覆蓋了調(diào)理電路工作的頻率范圍；
I. 2)、確定調(diào)理電路在頻率= 1，2，…，m下前后端幅值線性關(guān)系根據(jù)兩點法，有
權(quán)利要求
1. 一種模擬通道的自動校準方法，其特征在于，包括以下步驟 (I)、幅值校準 1.1)、獲取調(diào)理電路的幅頻數(shù)據(jù) 輸入幅值X=A1的模擬信號S1到調(diào)理電路，依次改變模擬信號S1頻率％，《2，. . .，. . .，分別測得調(diào)理電路輸出端幅值v=A' A'A'A'J 八 11，八 12， > 八 ii, y i\ im , 輸入幅值X=A2的模擬信號S2到調(diào)理電路，依次改變模擬信號S2頻率％，《2，. . .，. . .，分別測得調(diào)理電路輸出端幅值v=A' A'A'A 'J 八 21，八 22> 八 2i> 八 2m , 其中，m是頻率數(shù)，頻率GJ1, 2，...，Coi,...，《m覆蓋了調(diào)理電路工作的頻率范圍； I.2)、確定調(diào)理電路在頻率Opi = 1，2，. . .，m下如后端幅值線性關(guān)系 f A' = a. A1 +b. 根據(jù)兩點法，有
2.一種模擬通道的自動校準系統(tǒng)，包括信號轉(zhuǎn)換模塊、高速同步數(shù)據(jù)采集模塊； 信號轉(zhuǎn)換模塊利用硬件電路完成高速同步數(shù)據(jù)采集模塊與調(diào)理電路之間的機械、電氣連接以及測試信號的分配，測量點分別選取為調(diào)理的前后端，獲得的模擬信號，供高速同步數(shù)據(jù)采集模塊采集； 高速同步數(shù)據(jù)采集模塊用于同步采集模擬通道調(diào)理電路前后兩端的模擬信號，其特征在于，還包括參數(shù)校正模塊和參數(shù)下載模塊； 校正模塊通過軟件方式控制同步數(shù)據(jù)采集模塊分別對調(diào)理電路前端和后端進行數(shù)據(jù)采集，然后，按照權(quán)利要求I所述的步驟進行處理，得到校準參數(shù)； 參數(shù)下載模塊將增益系數(shù)、零漂以及相位差校準參數(shù)發(fā)送到被測系統(tǒng)的處理器，對模擬通道采集的數(shù)字信號進行補償，完成模擬通道的自動校準。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬通道的自動校準方法，通過獲取各個頻率下調(diào)理電路的幅值線性關(guān)系，根據(jù)模擬信號的主頻率，得到各個幅值線性關(guān)系的權(quán)值，采用加權(quán)最小二乘法得到調(diào)理電路的增益系數(shù)、零漂校準參數(shù)，發(fā)送到被測系統(tǒng)的處理器中，對模擬通道采集的信號進行補償。同時，獲取各個頻率下調(diào)理電路的相差，依據(jù)權(quán)值，利用加權(quán)最小二乘法求得最優(yōu)相位差，并轉(zhuǎn)換為延遲時間，被測系統(tǒng)的處理器控制時，將延遲時間τ考慮到控制過程中。在本發(fā)明中，考慮到了信號主頻率實際分布情況，采用了加權(quán)最小二乘法，使處于主頻率附近的擬合曲線精度更高，更加客觀地反映了調(diào)理電路的實際情況，從而提高了模擬信號主頻率附近的校準精度。
文檔編號G05B23/02GK102654771SQ201210150919
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者凡時財, 徐紅兵, 李星曄, 鄒見效 申請人:電子科技大學