一種ad采集方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及AD采集領(lǐng)域，特別地，涉及一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AD采集方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在目前的智能型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，遠(yuǎn)程控制方式分為遠(yuǎn)程開關(guān)量控制方式、遠(yuǎn)程 模擬量控制方式以及總線控制方式。遠(yuǎn)程模擬量控制方式即為輸入控制信號為4?20mA模 擬量信號。模擬量信號控制方式在DCS(DistributedControlSystem:分布式控制系統(tǒng)） 系統(tǒng)中比較常見，在目前的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中使用非常廣泛。
[0003] 而在目前國內(nèi)大部分執(zhí)行器廠家常用的采集方法是將輸入的4?20mA模擬信號 進(jìn)行線性放大，然后利用單片機(jī)進(jìn)行AD采集。這樣做，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)4?20mA電流信號的 采集，但由于電流信號在線路中傳輸時，往往會存在損耗或波動，那么如果直接對經(jīng)過轉(zhuǎn)化 放大后的電壓信號進(jìn)行AD采集，可能導(dǎo)致信號的采集精度不高，或者無法采集到信號，甚 至可能出現(xiàn)對信號的錯誤采集，導(dǎo)致執(zhí)行器在執(zhí)行動作命令時，可能會出現(xiàn)短暫的錯誤指 令，最終導(dǎo)致一些控制之外的結(jié)果，例如：突然抖動、死區(qū)振蕩等。所以亟需開發(fā)一種能提高 信號采集精度的AD采集方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種AD采集方法及裝置，以解決模擬信號采集過程中AD采集信號 出現(xiàn)采集精度不高或錯誤采集導(dǎo)致執(zhí)行器錯誤執(zhí)行的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種AD采集方法，該AD采集方法包括：
[0007] 對處于一定范圍[Ui(l，UiN]的源信號仏同時進(jìn)行N種放大處理，得到N個輸出信號 [U" …，Uk，…，UN]，其中N> 0,1 彡K彡N;
[0008] 其中，N種放大處理分別設(shè)定各自對應(yīng)的有效輸入?yún)^(qū)間[UiQ，Un]，[Un，Ui2]，.....，
[Uifrl)，UiN]和有效輸出區(qū)間，每一種放大處理的有效輸入?yún)^(qū)間與該種放大處理的有效輸出 區(qū)間一一對應(yīng)，N個有效輸入?yún)^(qū)間將源信號仏連續(xù)分段；對于第K種放大處理，當(dāng)源信號Ui 處于其有效輸入?yún)^(qū)間[UitmUj內(nèi)時，第K種放大處理將源信號仏放大為處于其有效輸出 區(qū)間內(nèi)的輸出信號Uk;當(dāng)源信號Ui小于其有效輸入?yún)^(qū)間[UUik]的下限值Uum時，輸 出信號Uk恒等于其有效輸出區(qū)間的下限值；當(dāng)源信號Ui大于其有效輸入?yún)^(qū)間[UUik] 的上限值Uik時，輸出信號Uk恒等于其有效輸出區(qū)間的上限值；
[0009] 根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的值輸出采樣值。
[0010] 進(jìn)一步地，根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的值輸出采樣 值包括：
[0011] 根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的值辨別有效值；
[0012] 對有效值進(jìn)行濾波處理，得到最終有效值；
[0013] 根據(jù)最終有效值Uk和讀取序號K，以及第K種放大處理的輸入信號和輸出信號對 應(yīng)關(guān)系的轉(zhuǎn)換操作輸出采樣值。
[0014] 進(jìn)一步地，根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的值辨別有效 值包括：
[0015] 設(shè)定讀取序號K=l;
[0016] 對第K種放大處理的輸出信號Uk進(jìn)行讀取操作；
[0017] 判斷第K個輸出信號Uk是否小于第K種放大處理的有效輸出區(qū)間的上限值，若是 則將第K個輸出信號Uk作為有效值；若否則令K=K+1并判斷K是否等于N，若否則執(zhí)行讀 取操作，若是則判斷UN是否小于或等于第N種放大處理的有效輸出區(qū)間的上限值，若是則 令Uk =UN作為有效值，若否則退出本次采樣。
[0018] 可選地，根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的值辨別有效值 包括：
[0019] 同時讀取N種放大處理的輸出信號；
[0020] 設(shè)定判斷序號K= 1 ;
[0021] 對第K個輸出信號Uk進(jìn)行判斷操作，若第K個輸出信號Uk小于第K種放大處理的 有效輸出區(qū)間的上限值時將第K個輸出信號Uk作為有效值；否則令K=K+1并判斷K是否 等于N，若否則執(zhí)行判斷操作，若是則判斷UN是否小于或等于第N種放大處理的有效輸出區(qū) 間的上限值，若是則令Uk=UN作為有效值，若否則退出本次采樣。
[0022] 進(jìn)一步地，對有效值進(jìn)行濾波處理，得到最終有效值包括：
[0023] 啟動計數(shù)器；
[0024] 調(diào)用AD采集函數(shù)，并連續(xù)讀取M次，去掉最大值和最小值后，取平均值作為本次采 集的有效值，其中，M取大于3的整數(shù)；
[0025] 判斷本次采集的有效值是否等于上一次采集的有效值，若否則將上一次采集的有 效值替換為本次采集的有效值，計數(shù)器值清〇,并結(jié)束本次有效值采集；若是將計數(shù)器值加 1，并判斷計數(shù)器的值是否大于最大讀取次數(shù)，若是，將上一次采集的有效值替換為本次采 集的有效值，并將本次采集的有效值作為最終有效值，計數(shù)器值清〇,若否則結(jié)束本次有效 值采集。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種AD采集裝置，該AD采集裝置包括：
[0027] 放大裝置，用于對處于一定范圍[Ui(l，UiN]的源信號仏同時進(jìn)行N種放大處理，得 到N個輸出信號叫，…，Uk，…，UN]，其中N> 0,1彡K彡N;
[0028] 其中，N種放大處理分別設(shè)定各自對應(yīng)的有效輸入?yún)^(qū)間[UiQ，Un]，[Un，Ui2]，.....，
[uifrl)，UiN]和有效輸出區(qū)間，每一種放大處理的有效輸入?yún)^(qū)間與該種放大處理的有效輸出 區(qū)間一一對應(yīng)，N個有效輸入?yún)^(qū)間將源信號Ui連續(xù)分段；對于第K種放大處理，當(dāng)源信號Ui 處于其有效輸入?yún)^(qū)間[UitmUj內(nèi)時，第K種放大處理將源信號仏放大為處于其有效輸出 區(qū)間內(nèi)的輸出信號Uk;當(dāng)源信號Ui小于其有效輸入?yún)^(qū)間[UUik]的下限值Uum時，輸 出信號Uk恒等于其有效輸出區(qū)間的下限值；當(dāng)源信號Ui大于其有效輸入?yún)^(qū)間[UUik] 的上限值Uik時，輸出信號Uk恒等于其有效輸出區(qū)間的上限值；
[0029] 輸出裝置，用于根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的值輸出 采樣值。
[0030] 進(jìn)一步地，輸出裝置包括：
[0031] 有效值辨別單元，用于根據(jù)N種放大處理的輸出信號分別處于其有效輸出區(qū)間的 值辨別有效值；
[0032] 濾波單元，用于對有效值進(jìn)行濾波處理，得到最終有效值；
[0033] 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)單元，根據(jù)最終有效值Uk和讀取序號K，以及第K種放大處理的輸入信號和輸 出信號對應(yīng)關(guān)系的轉(zhuǎn)換操作輸出采樣值。
[0034] 進(jìn)一步地，有效值辨別單元包括：
[0035] 讀取初始化單元，用于設(shè)定讀取序號K= 1 ;
[0036] 讀取單元，用于對第K種放大處理的輸出信號Uk進(jìn)行讀取操作；
[0037] 判斷單元，用于判斷第K個輸出信號Uk是否小于第K種放大處理的有效輸出區(qū)間 的上限值，若是則將第K個輸出信號Uk作為有效值；若否則令K=K+1并判斷K是否等于 N，若否則執(zhí)行讀取操作，若是則判斷UN是否小于或等于第N種放大處理的有效輸出區(qū)間的 上限值，若是則令Uk=UN作為有效值，若否則退出本次采樣。
[0038] 進(jìn)一步地，有效值辨別單元包括：
[0039] 讀取單元，用于同時讀取N種放大處理的輸出信號；
[0040] 判斷初始化單元，用于設(shè)定判斷序號K= 1 ;
[0041] 判斷單元，用于對第K個輸出信號Uk進(jìn)行判斷操作，若第K個輸出信號Uk小于第K 種放大處理的有效輸出區(qū)間的上限值時將第K個輸出信號Uk作為有效值；否則令K=K+1 并判斷K是否等于N，若否則執(zhí)行判斷操作，若是則判斷UN是否小于或等于第N種放大處理 的有效輸出區(qū)間的上限值，若是則令Uk=UN作為有效值，若否則退出本次采樣。
[0042] 進(jìn)一步地，濾波單元包括：
[0043] 初始化單元，用于啟動計數(shù)器；
[0044] 均值化單元，用于調(diào)用AD采集函數(shù)，并連續(xù)讀取M次，去掉最大值和最小值后，取 平均值作為本次采集的有效值，其中，M取大于3的整數(shù)；
[0045] 最終有效值確定單元，用于判斷本次采集的有效值是否等于上一次采集的有效 值，若否則將上一次采集的有效值替換為本次采集的有效值，計數(shù)器值清〇,并結(jié)束本次有 效值采集；若是將計數(shù)器值加1，并判斷計數(shù)器的值是否大于最大讀取次數(shù)，若是，將上一 次采集的有效值替換為本次采集的有效值，并將本次采集的有效值作為最終有效值，計數(shù) 器值清0，若否則結(jié)束本次有效值采集。
[0046] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0047] 本發(fā)明通過對處于一定范圍的源信號同時進(jìn)行多種放大處理，得到多個輸