[發(fā)明專利]一種用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)校正方法

無效

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• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103236825A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘玲娜;唐小萍;胡松;嚴偉;胡博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院光電技術(shù)研究所
• 主分類號: H03H17/00
• 分類號: H03H17/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)校正方法，尤其涉及一種用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)校正方法，屬于數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著計算機科學技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)以其方便靈活、穩(wěn)定可靠的特性，越來越廣泛地被應(yīng)用于科學研究、工業(yè)生產(chǎn)和人類日常生活中的各個方面。作為數(shù)字技術(shù)中必不可少的部分，數(shù)據(jù)采集技術(shù)也得到了深入的研究和發(fā)展。人們通常根據(jù)采樣定理將傳感器傳送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再對這些數(shù)字信號進行處理。數(shù)據(jù)采集可以說是數(shù)字信號處理的核心，數(shù)據(jù)采集的好壞將直接影響未來的工作。數(shù)據(jù)采集在各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，己滲透到了工業(yè)現(xiàn)場、地質(zhì)勘測、醫(yī)藥器械、電子通信、航空航天等各個領(lǐng)域，為人類更好的獲取各種信息提供了便利的條件。

目前，低速、低分辨率的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已相當成熟，系統(tǒng)地組建也相對容易。社會的發(fā)展和科技的進步使信號處理系統(tǒng)的智能性越來越強，實時性越來越好，同時數(shù)據(jù)采集的高精度特性越來越受到重視，在航空航天、導航系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測等很多領(lǐng)域都需要應(yīng)用高精度的數(shù)據(jù)采集裝置，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)的研究一直是工程實踐中一個倍受人關(guān)注的領(lǐng)域。

近年來，國內(nèi)對高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究，大多數(shù)還停留在硬件電路的優(yōu)化上面，如前端模擬信號調(diào)理電路的設(shè)計，精密參考電壓源的選擇，抑制供電電源的紋波等。這些措施在一定程度上提高了數(shù)據(jù)采集的精度，但對這些方法都是針對特定的硬件電路研制開發(fā)的，應(yīng)用范圍窄。對于新的需求，數(shù)據(jù)采集裝置需要進行重新設(shè)計，浪費了時間和精力。而校正算法不依賴具體的硬件電路，對于新的需求，只需要根據(jù)誤差和噪聲的特點修改相應(yīng)的軟件配置即可達到校正誤差的目的，濾波效果好，開發(fā)周期短。市面上具有數(shù)據(jù)校正的采集系統(tǒng)還比較少見，尤其是根據(jù)系統(tǒng)中存在的誤差和噪聲的特點，采取完善的復合校正策略對采集數(shù)據(jù)進行處理還是一片空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)校正方法，對系統(tǒng)誤差有很好的校正作用，且能夠幾乎完全的抑制噪聲，有效的提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度。

本發(fā)明技術(shù)方案為：一種用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)校正方法，其特征在于：所述方法由系統(tǒng)誤差校正和數(shù)據(jù)去噪濾波組成，其中系統(tǒng)誤差校正包括零點誤差和增益誤差校正，數(shù)據(jù)去噪濾波包括由超值濾波和遞推平均濾波組成的第一級濾波和由加權(quán)平均小波閾值去噪法完成的第二級濾波。

所述零點誤差通過當前電壓值減去輸入短路時實際測出的電壓值校正。

所述增益誤差就是根據(jù)公式V=(1+K)·V′+b進行校正，其中b＝V_i-(1+K)·V′_i，E_i=V_i-V′_i,E_i+1=V_i+1-V′_i+1，V_i和V_i+1表示當前分段的原始值，V′_i和V′_i+1表示測量值，V是V_i和V_i+1之間的采集點，V′是該點的測量值。

所述超值濾波算式如下：

其中，X_n為當前采樣值,X_n+1為下一次采樣值，ΔX是在兩次采樣時間間隔內(nèi)最大變化量的增量。

所述遞推平均濾波算法算式如下：

Yn=1NΣi=1n-1Xn-i]]>

其中，Y_n--第n次采樣的濾波輸出；X_n-i--未被濾波的第n-i次采樣值；N--算術(shù)平均項數(shù)。