一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及信號測量領(lǐng)域，公開了一種測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法，其包括步驟：S1、將測量信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；S2、將經(jīng)S1處理后的信號進行校正處理；S3、將經(jīng)S2處理后的信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；S4、將未處理的測量信號和經(jīng)過S3處理后的信號相加后輸出；本發(fā)明還公開了一種測量信號校正補償和自動標(biāo)定的裝置。本發(fā)明能夠用價格低廉的低分辨率A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高精度的校正補償并實現(xiàn)自動標(biāo)定。
【專利說明】一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定 的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在對測量信號實施零偏、增益、線性校正以及溫度諸影響因素補償技術(shù)中，比如， 對測量信號實施線性校正，現(xiàn)有模擬電路技術(shù)方法，用多點標(biāo)定進行標(biāo)定補償，此方法的缺 陷是需要手工逐點標(biāo)定，不能實現(xiàn)自動化，工效低，且存在人為因素；另一個缺陷是要提高 精度就需要增加更多的點，這會使電路元件隨之劇增，成本故障率隨之劇增?，F(xiàn)有的數(shù)字校 正中，能實現(xiàn)自動標(biāo)定解決工效低的問題，但此方法的缺點是，如有高精度要求，就要采用 高分辨率的A/D以及D/A進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，而隨著對A/D分辨率的要求提高，元件價格成本急 劇上升。
[0003] 公知的現(xiàn)有數(shù)字校正中，如圖1所示，有A/D轉(zhuǎn)換器、校正處理單元、D/A轉(zhuǎn)換器等， 依次排列。其中用到A/D轉(zhuǎn)換器對測量信號進行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后，進行數(shù)字校正輸出。 如果考慮成本因素，采用低分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，就達不到高精度的要求。
[0004] 比如采用價格低廉的10位A/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率為1024。為了簡單，用1000個 數(shù)字值表示滿度l〇〇%F. S.量值（F. S.縮寫表示Full Scale滿量程），那么，10%F. S.標(biāo) 定點時，數(shù)字值就是100。A/D轉(zhuǎn)換器的量化誤差是±1個數(shù)字，換算為精度：100%F.S.標(biāo) 定點時，±1/1000 = ±1%。S. P. (S. P.縮寫表示Set Point設(shè)定點），10% F. S.標(biāo)定點時， ±1/100 = ±10%。S.P.，由上看出，僅僅A/D轉(zhuǎn)換器的量化誤差，在10%標(biāo)定點時，達到了 ilO^S.P.;如果要求il^S.P.精度，顯然遠遠達不到要求。也就是說在設(shè)定點低端，隨 著采樣數(shù)字值變小，輸出信號精度直線下降。由于A/D轉(zhuǎn)換器量化誤差的存在，且公知的現(xiàn) 有數(shù)字校正技術(shù)把A/D采樣值作為輸出信號值輸出了，導(dǎo)致了"輸出信號精度直線下降"。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何用價格低廉的低分辨率A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高精度 的校正補償并實現(xiàn)自動標(biāo)定。
[0007](二）技術(shù)方案
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法， 其包括如下步驟：
[0009] S1、將測量信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0010] S2、將經(jīng)S1處理后的信號進行校正處理；
[0011] S3、將經(jīng)S2處理后的信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；
[0012] S4、將未處理的測量信號和經(jīng)S3處理后的信號相加后輸出。
[0013] 其中，S2包括：將測量信號與標(biāo)準(zhǔn)值信號進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對經(jīng)S1處理后 的信號進行校正處理。
[0014] 其中，S2包括：根據(jù)當(dāng)前的溫度對經(jīng)S1處理后的信號進行補償。
[0015] 其中，S2包括：在接收到標(biāo)定觸發(fā)信號后，對經(jīng)S1處理后的信號進行標(biāo)定或校正 處理。
[0016] 本發(fā)明還包括一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置，其包括第一A/D轉(zhuǎn)換 器、校正處理單元、D/A轉(zhuǎn)換器和模擬加法器，所述第一A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與該裝置 的測量信號輸入端相連，所述第一A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與所述校正處理單元的信號輸 入端相連，用于對經(jīng)過第一A/D轉(zhuǎn)換器后的信號進行校正處理；所述校正處理單元的信號 輸出端與所述D/A轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連，所述模擬加法器的第一信號輸入端與所述D/ A轉(zhuǎn)換器的信號輸出端相連，所述模擬加法器的第二信號輸入端與該裝置的測量信號輸入 端相連。
[0017] 其中，該裝置還可以包括比較器，所述比較器適于在線實時自動調(diào)零，所述比較器 的第一信號輸入端與該裝置的所述測量信號輸入端相連，所述比較器的第二信號輸入端與 該裝置的標(biāo)準(zhǔn)值信號輸入端相連，所述比較器的第二信號輸入端還通過一個電阻與該裝置 的零信號相連，所述比較器的信號輸出端與所述校正處理單元的一個信號輸入端相連；所 述校正處理單元用于根據(jù)所述比較器的比較結(jié)果對經(jīng)過第一A/D轉(zhuǎn)換器后的信號進行校 正處理。
[0018] 其中，該裝置還可以包括溫度傳感器和第二A/D轉(zhuǎn)換器，所述溫度傳感器通過所 述第二A/D轉(zhuǎn)換器與所述校正處理單元的另一個信號輸入端相連，所述校正處理單元用于 根據(jù)所述第二A/D轉(zhuǎn)換器輸入的信號對經(jīng)過第一A/D轉(zhuǎn)換器后的信號進行補償。
[0019] 其中，該裝置還可以包括用于觸發(fā)所述校正處理單元工作的標(biāo)定開關(guān)。
[0020] (三）有益效果
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0022] 本發(fā)明提供的一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的方法和裝置，所述測量信號 的校正補償和自動標(biāo)定的方法將未經(jīng)處理的測量信號和經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、校正處理、數(shù)模轉(zhuǎn) 換后的信號相加后輸出，得到輸出信號，有效提高了輸出信號的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字校正示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置的連接示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明一種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置的自動校正和標(biāo)定系 統(tǒng)的連接框圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例 用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語"第一"、"第二"、"第三"等僅用于描述目 的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0028] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可 以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本 發(fā)明中的具體含義。
[0029] 本發(fā)明提供了一種測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法，其包括如下步驟：
[0030]S1、將測量信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0031]S2、將經(jīng)S1處理后的信號進行校正處理；
[0032]S3、將經(jīng)S2處理后的信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；
[0033]S4、將未處理的測量信號和經(jīng)S3處理后的信號模擬相加（模擬相加是指對模擬信 號進行相加）后輸出。
[0034] 將測量信號未經(jīng)處理的值作為主要值，由于A/D轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)換）的量化誤差無 法避免，因而將測量信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的A/D采樣值作為標(biāo)定點，不作為信號輸出值，并經(jīng) 過校正處理和D/A轉(zhuǎn)換（數(shù)模轉(zhuǎn)換）處理之后得到校正補償值，然后將主要值和校正補償 值經(jīng)過模擬加法合成，得到輸出信號。由于所述主要值不經(jīng)過A/D采樣轉(zhuǎn)換，也就不存在量 化誤差，從而能夠保證測量精度。
[0035] 校正補償值中，測量信號經(jīng)過校正處理之后得到的是經(jīng)過校正計算而附加的額外 校正補償增減量。
[0036] 校正處理輸出并不直接就是A/D采樣值，A/D采樣值僅僅是作為標(biāo)定點，所述校正 補償值和標(biāo)定點的關(guān)系是一所述校正補償值是所述標(biāo)定點所對應(yīng)的所述校正補償增減量， 這樣，A/D轉(zhuǎn)換的量化誤差，僅僅影響標(biāo)定點的準(zhǔn)確性，并不直接影響校正補償值。
[0037] 如，假定某傳感器測量值特性，在10%F.S.標(biāo)定點附近時，線性誤差為10% S.P?，即
[0038]誤差值為1 %F.S.，那么，有下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 將測量信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 52、 將經(jīng)S1處理后的信號進行校正處理； 53、 將經(jīng)S2處理后的信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換； 54、 將未處理的測量信號和經(jīng)S3處理后的信號相加后輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法，其特征在于，S2包括：將 測量信號與標(biāo)準(zhǔn)值信號進行比較，根據(jù)比較結(jié)果對經(jīng)S1處理后的信號進行校正處理。
3. 如權(quán)利要求1所述的測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法，其特征在于，S2包括：根 據(jù)當(dāng)前的溫度對經(jīng)S1處理后的信號進行補償。
4. 如權(quán)利要求1所述的測量信號校正補償和自動標(biāo)定的方法，其特征在于，S2包括：在 接收到標(biāo)定觸發(fā)信號后，對經(jīng)S1處理后的信號進行標(biāo)定或校正處理。
5. -種測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置，其特征在于，包括第一 A/D轉(zhuǎn)換器、校 正處理單元、D/A轉(zhuǎn)換器和模擬加法器，所述第一 A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端與該裝置的測 量信號輸入端相連，所述第一 A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與所述校正處理單元的信號輸入端 相連，用于對經(jīng)過第一 A/D轉(zhuǎn)換器后的信號進行校正處理；所述校正處理單元的信號輸出 端與所述D/A轉(zhuǎn)換器的信號輸入端相連，所述模擬加法器的第一信號輸入端與所述D/A轉(zhuǎn) 換器的信號輸出端相連，所述模擬加法器的第二信號輸入端與該裝置的測量信號輸入端相 連。
6. 如權(quán)利要求5所述的測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置，其特征在于，還包括 比較器，所述比較器適于在線實時自動調(diào)零，所述比較器的第一信號輸入端與該裝置的所 述測量信號輸入端相連，所述比較器的第二信號輸入端與該裝置的標(biāo)準(zhǔn)值信號輸入端相 連，所述比較器的第二信號輸入端還通過一個電阻與該裝置的零信號相連，所述比較器的 信號輸出端與所述校正處理單元的一個信號輸入端相連；所述校正處理單元用于根據(jù)所述 比較器的比較結(jié)果對經(jīng)過第一 A/D轉(zhuǎn)換器后的信號進行校正處理。
7. 如權(quán)利要求5所述的測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置，其特征在于，還包括 溫度傳感器和第二A/D轉(zhuǎn)換器，所述溫度傳感器通過所述第二A/D轉(zhuǎn)換器與所述校正處理 單元的另一個信號輸入端相連，所述校正處理單元用于根據(jù)所述第二A/D轉(zhuǎn)換器輸入的信 號對經(jīng)過第一 A/D轉(zhuǎn)換器后的信號進行補償。
8. 如權(quán)利要求5所述的測量信號的校正補償和自動標(biāo)定的裝置，其特征在于，還包括 用于觸發(fā)所述校正處理單元工作的標(biāo)定開關(guān)。
【文檔編號】G01D3/032GK104330096SQ201410601937
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】陽德林 申請人:北京堀場匯博隆精密儀器有限公司