1、第第1111章章 智能傳感器智能傳感器o11.1概述概述o11.2智能傳感器實現(xiàn)的途徑智能傳感器實現(xiàn)的途徑o11.3智能傳感器輸出信號的預處置智能傳感器輸出信號的預處置o11.4數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集o11.5智能傳感器的數(shù)據(jù)處置技術(shù)智能傳感器的數(shù)據(jù)處置技術(shù)o11.6智能傳感器的硬件設(shè)計智能傳感器的硬件設(shè)計o本章要點本章要點11.1 概述概述|傳感器在閱歷了模擬量信息處置和數(shù)字量交換這兩個階傳感器在閱歷了模擬量信息處置和數(shù)字量交換這兩個階段后，正朝著智能化、集成一體化、小型化方向開展，段后，正朝著智能化、集成一體化、小型化方向開展，利用微處置機技術(shù)使傳感器智能化是利用微處置機技術(shù)使傳感器智能化是80

2、年代新型傳感年代新型傳感器的一大進展，通常稱之為智能傳感器器的一大進展，通常稱之為智能傳感器IntellingentSensor。在美國還有一個通俗的。在美國還有一個通俗的稱號稱號SmartSensor，含有聰明、機靈、精明能干的，含有聰明、機靈、精明能干的意思。意思。11.1 概述概述11.1.1 智能傳感器的概念智能傳感器的概念11.1.2 智能傳感器和普通傳感器的區(qū)別智能傳感器和普通傳感器的區(qū)別11.1.3 智能傳感器的特點智能傳感器的特點11.1.1 智能傳感器的概念智能傳感器的概念 智能傳感器這一稱號雖然至今未有確切含義，但從字智能傳感器這一稱號雖然至今未有確切含義，但從字面上看，意

3、味著這種傳感器具有一定人工智能，即是面上看，意味著這種傳感器具有一定人工智能，即是運用電路替代一部分腦力勞動。近年來傳感器越來越運用電路替代一部分腦力勞動。近年來傳感器越來越多地和微處置機相結(jié)合，使傳感器不僅有視、嗅、味多地和微處置機相結(jié)合，使傳感器不僅有視、嗅、味和聽覺的功能，還具有存儲、思想和邏輯判別、數(shù)據(jù)和聽覺的功能，還具有存儲、思想和邏輯判別、數(shù)據(jù)處置、自順應才干等功能，從而使傳感器技術(shù)提高到處置、自順應才干等功能，從而使傳感器技術(shù)提高到一個新程度。一個新程度。圖圖11-1 智能壓力傳感器構(gòu)造圖智能壓力傳感器構(gòu)造圖圖圖11-2 集成一體化的智能傳感器集成一體化的智能傳感器圖圖11-3

4、智能傳感器的組成框圖智能傳感器的組成框圖11.1.1 智能傳感器的概念智能傳感器的概念o將傳感器和微處置機制造在一同構(gòu)成智能傳將傳感器和微處置機制造在一同構(gòu)成智能傳感器，美、英、法、日等國均投入極大力量感器，美、英、法、日等國均投入極大力量進展研討。典型的實例如美國進展研討。典型的實例如美國Honeywell公司的公司的DSTJ3000型硅壓阻式智能傳感器型硅壓阻式智能傳感器和和ParScientific公司的公司的1000系列數(shù)字式系列數(shù)字式石英智能傳感器。石英智能傳感器。11.1.2 智能傳感器的功能智能傳感器的功能 概括而言，智能傳感器的主要功能是：概括而言，智能傳感器的主要功能是： 具

5、有自校零、自標定、自校正功能；具有自校零、自標定、自校正功能； 具有自動補償功能；具有自動補償功能； 可以自動采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進展預處置；可以自動采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進展預處置； 可以自動進展檢驗、自選量程、自尋缺點；可以自動進展檢驗、自選量程、自尋缺點； 具有數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處置功能；具有數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處置功能； 具有雙向通訊、規(guī)范化數(shù)字輸出或者符號輸出功能；具有雙向通訊、規(guī)范化數(shù)字輸出或者符號輸出功能； 具有判別、決策處置功能。具有判別、決策處置功能。11.1.3 智能傳感器的特點智能傳感器的特點 與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器的特點是：與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器的特點是： 精度

6、高精度高 高可靠性與高穩(wěn)定性高可靠性與高穩(wěn)定性 高信噪比與高的分辨力高信噪比與高的分辨力 強的自順應性強的自順應性 低的價錢性能比低的價錢性能比 由此可見，智能化設(shè)計是傳感器傳統(tǒng)設(shè)計中的一次革命，是由此可見，智能化設(shè)計是傳感器傳統(tǒng)設(shè)計中的一次革命，是世界傳感器的開展趨勢。世界傳感器的開展趨勢。11.2 智能傳感器實現(xiàn)的途徑智能傳感器實現(xiàn)的途徑11.2.1 非集成化實現(xiàn)非集成化實現(xiàn)11.2.2 集成化實現(xiàn)集成化實現(xiàn) 11.2.3 混合實現(xiàn)混合實現(xiàn)11.2.4 集成化智能傳感器的幾種方式集成化智能傳感器的幾種方式11.2.1 非集成化實現(xiàn)非集成化實現(xiàn) o非集成化智能傳感器是將傳統(tǒng)的經(jīng)典傳感器采用非

7、集成化非集成化智能傳感器是將傳統(tǒng)的經(jīng)典傳感器采用非集成化工藝制造的傳感器，僅具有獲取信號的功能、信號調(diào)理電工藝制造的傳感器，僅具有獲取信號的功能、信號調(diào)理電路、帶數(shù)字總線接口的微處置器組合為一整體而構(gòu)成的一個路、帶數(shù)字總線接口的微處置器組合為一整體而構(gòu)成的一個智能傳感器系統(tǒng)。其框圖如圖智能傳感器系統(tǒng)。其框圖如圖11-4所示。所示。o 圖圖11-4 非集成式智能傳感器外殼非集成式智能傳感器外殼o這種非集成化智能傳感器是在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)開展情勢的這種非集成化智能傳感器是在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)開展情勢的推進下一步迅速開展起來的。推進下一步迅速開展起來的。11.2.1 非集成化實現(xiàn)非集成化實現(xiàn) 模模 糊

8、糊 傳傳 感感 器器近近10年來開展極為迅速的模糊傳感器也是一種非集成化的新年來開展極為迅速的模糊傳感器也是一種非集成化的新型智能傳感器。模糊傳感器是在經(jīng)典數(shù)值丈量的根底上，型智能傳感器。模糊傳感器是在經(jīng)典數(shù)值丈量的根底上，經(jīng)過模糊推理和知識合成，以模擬人類自然言語符號描畫經(jīng)過模糊推理和知識合成，以模擬人類自然言語符號描畫的方式輸出丈量結(jié)果。顯然，模糊傳感器的中心部分就是的方式輸出丈量結(jié)果。顯然，模糊傳感器的中心部分就是模擬人類自然言語符號的產(chǎn)生及其處置。模擬人類自然言語符號的產(chǎn)生及其處置。 圖圖11-5 模糊傳感器的簡單構(gòu)造表示圖模糊傳感器的簡單構(gòu)造表示圖11.2.2 集成化實現(xiàn)集成化實現(xiàn)o

9、這種智能傳感器系統(tǒng)是采用微機加工技術(shù)和大規(guī)模集成這種智能傳感器系統(tǒng)是采用微機加工技術(shù)和大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)，利用硅作為根本資料來制造敏感元件、電路工藝技術(shù)，利用硅作為根本資料來制造敏感元件、信號調(diào)理電路、微處置器單元，并把它們集成在一塊芯信號調(diào)理電路、微處置器單元，并把它們集成在一塊芯片上而構(gòu)成的。故又可稱為集成智能傳感器片上而構(gòu)成的。故又可稱為集成智能傳感器IntegratedSmart/IntelligentSensor其外其外形如圖形如圖11-6所示。所示。o 11.2.2 集成化實現(xiàn)集成化實現(xiàn) 智能傳感器的特點是：智能傳感器的特點是： 微型化微型化 構(gòu)造一體化構(gòu)造一體化 精度高精度高

10、 多功能多功能 陣列式陣列式 全數(shù)字化全數(shù)字化 運用極其方便，操作極其簡單運用極其方便，操作極其簡單11.2.2 集成化實現(xiàn)集成化實現(xiàn) 根據(jù)以上特點可以看出：經(jīng)過集成化實現(xiàn)的智能傳感器，為到根據(jù)以上特點可以看出：經(jīng)過集成化實現(xiàn)的智能傳感器，為到達高自順應性、高精度、高可靠性與高穩(wěn)定性，其開展主要達高自順應性、高精度、高可靠性與高穩(wěn)定性，其開展主要有以下兩種趨勢：有以下兩種趨勢：其一是：多功能化陣列化，及強大的軟件信息處置功能其一是：多功能化陣列化，及強大的軟件信息處置功能其二是：開展諧振式傳感器，加軟件信息處置功能所示的集成智其二是：開展諧振式傳感器，加軟件信息處置功能所示的集成智能傳感器，是

11、智能傳感器的最終期望方式。假設(shè)再具有圖像能傳感器，是智能傳感器的最終期望方式。假設(shè)再具有圖像處置功能那么是智能傳感器的最高級方式。處置功能那么是智能傳感器的最高級方式。11.2.3 混合實現(xiàn)混合實現(xiàn)o根據(jù)需求與能夠，將系統(tǒng)各根據(jù)需求與能夠，將系統(tǒng)各個集成化環(huán)節(jié)，如：敏感單個集成化環(huán)節(jié)，如：敏感單元、信號調(diào)理電路、微處置元、信號調(diào)理電路、微處置器單元、數(shù)字總線接口，以器單元、數(shù)字總線接口，以不同的組合方式集成在兩塊不同的組合方式集成在兩塊或三塊芯片上，并裝在一個或三塊芯片上，并裝在一個外殼里，如圖外殼里，如圖11-7中所示中所示的幾種方式的幾種方式11.2.3 混合實現(xiàn)混合實現(xiàn) 圖圖11-7 在

12、一個封裝中能夠的混合集成實現(xiàn)方式在一個封裝中能夠的混合集成實現(xiàn)方式在圖在圖a中，是三塊集成化芯片封裝在一個外殼里。中，是三塊集成化芯片封裝在一個外殼里。在圖在圖(b),(c),(d)中，是兩塊集成化芯片封裝在一個外殼里。中，是兩塊集成化芯片封裝在一個外殼里。圖圖11-8(a)(c)中的智能信號調(diào)理電路，具有部分智能化中的智能信號調(diào)理電路，具有部分智能化功能，如自校零、自動進展溫度補償，這是由于這種電路帶功能，如自校零、自動進展溫度補償，這是由于這種電路帶有零點校正電路和溫度補償電路才獲得了這種簡單的智能化有零點校正電路和溫度補償電路才獲得了這種簡單的智能化功能的。功能的。11.2.4 集成化智

13、能傳感器的幾種方式集成化智能傳感器的幾種方式 假設(shè)按具有的智能化程度來分類，集成化智能傳感器有三種存假設(shè)按具有的智能化程度來分類，集成化智能傳感器有三種存在方式在方式: 初級方式初級方式初級方式就是組成環(huán)節(jié)中沒有微處置器單元，只需敏感單元與初級方式就是組成環(huán)節(jié)中沒有微處置器單元，只需敏感單元與智能信號調(diào)理電路，二者被封裝在一個外殼里。這是智智能信號調(diào)理電路，二者被封裝在一個外殼里。這是智能傳感器系統(tǒng)最早出現(xiàn)的商品化方式，也是最廣泛運用的方能傳感器系統(tǒng)最早出現(xiàn)的商品化方式，也是最廣泛運用的方式，也被稱為式，也被稱為初級智能傳感器初級智能傳感器SmartSensor11.2.4 集成化智能傳感器的

14、幾種方式集成化智能傳感器的幾種方式 中級方式中級方式/ /自立方式自立方式中級方式是在組成環(huán)節(jié)中除敏感單元與信號調(diào)理電路外，必中級方式是在組成環(huán)節(jié)中除敏感單元與信號調(diào)理電路外，必需含有微處置器單元，即一個完好的傳感器系統(tǒng)封裝在一需含有微處置器單元，即一個完好的傳感器系統(tǒng)封裝在一個外殼里的方式。個外殼里的方式。 高級方式高級方式高級方式是集成度進一步提高，敏感單元實現(xiàn)多維陣列化時，高級方式是集成度進一步提高，敏感單元實現(xiàn)多維陣列化時，同時配備了更強大的信息處置軟件，從而具有更高級的智同時配備了更強大的信息處置軟件，從而具有更高級的智能化功能的方式。能化功能的方式。11.3 智能傳感器輸出信號的預

15、處置智能傳感器輸出信號的預處置o11.3.1 傳感器輸出信號的分類傳感器輸出信號的分類o11.3.2 開關(guān)信號的預處置開關(guān)信號的預處置o 當傳感器輸入的物理量小于某閾值時，傳感器當傳感器輸入的物理量小于某閾值時，傳感器處于處于關(guān)關(guān)形狀，大于閾值時，處于形狀，大于閾值時，處于開開形狀。實形狀。實踐運用中，輸入信號經(jīng)常伴有噪聲疊加成分，使傳踐運用中，輸入信號經(jīng)常伴有噪聲疊加成分，使傳感器不能在閾值點準確地發(fā)生躍變，因此為了消除感器不能在閾值點準確地發(fā)生躍變，因此為了消除噪聲和改善特性，常接入具有遲滯特性的電路，稱噪聲和改善特性，常接入具有遲滯特性的電路，稱為鑒別器，或稱脈沖整形電路，如施密特觸發(fā)器

16、。為鑒別器，或稱脈沖整形電路，如施密特觸發(fā)器。11.3.3 模擬信號預處置模擬信號預處置o模擬脈沖式傳感器信號普通需接脈沖限幅電路，模擬脈沖式傳感器信號普通需接脈沖限幅電路，使輸出變成窄脈沖，方可運用脈沖瞬值堅持電使輸出變成窄脈沖，方可運用脈沖瞬值堅持電路將脈沖擴展。以便路將脈沖擴展。以便A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。o 圖圖11-9 5G7650的運用的運用 圖11-11 隔離放大器TD290的運用11.4 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集11.4.1 數(shù)據(jù)采集的配置數(shù)據(jù)采集的配置11.4.2 取樣周期的選擇取樣周期的選擇11.4.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇轉(zhuǎn)換器的選擇11.4.1 數(shù)據(jù)采集的配置數(shù)據(jù)采集的配置o典型數(shù)據(jù)采

17、集系統(tǒng)配置如圖典型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置如圖11-11所示，圖所示，圖a是典型的是典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置方法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置方法, 圖圖b是同時采集、分時轉(zhuǎn)換存儲，是同時采集、分時轉(zhuǎn)換存儲，可保證獲得各采樣點同一時辰的模擬量。在需求高速采樣時，可保證獲得各采樣點同一時辰的模擬量。在需求高速采樣時，系統(tǒng)中就需求每個傳感器有一個系統(tǒng)中就需求每個傳感器有一個A/D轉(zhuǎn)換器再進入模擬開關(guān)。轉(zhuǎn)換器再進入模擬開關(guān)。這樣，系統(tǒng)價錢會有所提高，如圖這樣，系統(tǒng)價錢會有所提高，如圖c所示。所示。o 書上書上204頁圖頁圖11-11 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置置11.4.2 取樣周期的選擇取樣周期的選擇o對輸入信號

18、進展兩次采樣之間的時間間隔稱為采樣周期對輸入信號進展兩次采樣之間的時間間隔稱為采樣周期TS。為了盡能夠堅持被采樣信號的真實性，采樣周期不宜太長，為了盡能夠堅持被采樣信號的真實性，采樣周期不宜太長，要根據(jù)采樣定理來定。由采樣得到的輸出函數(shù)要能不失真地要根據(jù)采樣定理來定。由采樣得到的輸出函數(shù)要能不失真地恢復到原來的信號。適用上普通使采樣頻率等于恢復到原來的信號。適用上普通使采樣頻率等于2.53倍倍的輸入信號最大頻率，有時用的輸入信號最大頻率，有時用510，根據(jù)實踐需求而定。，根據(jù)實踐需求而定。采樣周期的長短也要涉及跟配置的采樣周期的長短也要涉及跟配置的A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇轉(zhuǎn)換芯片的選擇.11.4.

19、3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，主要有比較型和積分型兩大類，其轉(zhuǎn)換器的種類很多，主要有比較型和積分型兩大類，其中常用的是逐次逼近型、雙積分型和中常用的是逐次逼近型、雙積分型和V-F轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 雖然芯片繁多，性能各異，但從運用角度看，其外特性不外乎雖然芯片繁多，性能各異，但從運用角度看，其外特性不外乎有以下四點：有以下四點：模擬信號輸入端模擬信號輸入端數(shù)字量的并行輸出端；數(shù)字量的并行輸出端；啟動轉(zhuǎn)換的外部控制信號；啟動轉(zhuǎn)換的外部控制信號；轉(zhuǎn)換終了同轉(zhuǎn)換器發(fā)出的轉(zhuǎn)換終了信號。轉(zhuǎn)換終了同轉(zhuǎn)換器發(fā)出的轉(zhuǎn)換終了信號。11.5 智能傳感器的數(shù)據(jù)處置技術(shù)智能傳感器的數(shù)據(jù)處置

20、技術(shù)o傳感器的數(shù)據(jù)輸出信號經(jīng)過傳感器的數(shù)據(jù)輸出信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，所獲得的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，所獲得的數(shù)字信號普通不能直接輸入微處置機供應用程序運用，還數(shù)字信號普通不能直接輸入微處置機供應用程序運用，還必需根據(jù)需求進展加工處置，如標度變換、非線性補償、必需根據(jù)需求進展加工處置，如標度變換、非線性補償、溫度補償、數(shù)字濾波等。以上這些處置也稱軟件處置。以溫度補償、數(shù)字濾波等。以上這些處置也稱軟件處置。以軟件代硬件這也就表達出傳感器智能化的優(yōu)越性所在。盡軟件代硬件這也就表達出傳感器智能化的優(yōu)越性所在。盡能夠多的采用軟件設(shè)計提高傳感器的精度、可靠性和性能能夠多的采用軟件設(shè)計提高傳感器的精度、可靠性和性能

21、價錢比，這是設(shè)計智能傳感器的原那么。價錢比，這是設(shè)計智能傳感器的原那么。11.5 智能傳感器的數(shù)據(jù)處置技術(shù)智能傳感器的數(shù)據(jù)處置技術(shù)11.5.1 數(shù)據(jù)處置包含的內(nèi)容數(shù)據(jù)處置包含的內(nèi)容11.5.2 標度變換技術(shù)標度變換技術(shù)11.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù)11.5.4 傳感器的溫度誤差補償傳感器的溫度誤差補償11.5.5 數(shù)字濾波技術(shù)數(shù)字濾波技術(shù)11.5.1 數(shù)據(jù)處置包含的內(nèi)容數(shù)據(jù)處置包含的內(nèi)容 任何數(shù)據(jù)處置都包含以下一個或者幾個任何數(shù)據(jù)處置都包含以下一個或者幾個方面的任務(wù)：方面的任務(wù)： 數(shù)據(jù)搜集數(shù)據(jù)搜集 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)分組數(shù)據(jù)分組 數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)組織 數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)計算 數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)

22、存儲 數(shù)據(jù)搜索數(shù)據(jù)搜索11.5.2 標度變換技術(shù)標度變換技術(shù)o線性參數(shù)的標度變換線性參數(shù)的標度變換o非線性參數(shù)的標度變換非線性參數(shù)的標度變換o多項式變換法多項式變換法11.5.2 標度變換技術(shù)標度變換技術(shù) 線性參數(shù)的標度變換線性參數(shù)的標度變換這種標度變換的前提是參數(shù)值與這種標度變換的前提是參數(shù)值與A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果之間為線性關(guān)系，轉(zhuǎn)換結(jié)果之間為線性關(guān)系，其變換公式為其變換公式為 11-1 式中式中: y-參數(shù)丈量值；參數(shù)丈量值； ym-參數(shù)量程最大值；參數(shù)量程最大值； y0-參數(shù)量程最小值；參數(shù)量程最小值； Nm-ym對應的對應的A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量；轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； N0-量程起點量程起點y0所

23、對應的所對應的A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量；轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； x-丈量值丈量值y所對應的所對應的A/D轉(zhuǎn)換值。轉(zhuǎn)換值。0000)(NNNxyyyymm 11.5.2 標度變換技術(shù)標度變換技術(shù)o普通情況下，在編寫程序時，普通情況下，在編寫程序時，ym、y0、Nm、N0都是知值，因此可以把都是知值，因此可以把11-1式寫成式寫成o y=ao+a1x (11-2)11.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù)線性插值法線性插值法二次曲線插值法二次曲線插值法查表技術(shù)查表技術(shù)11.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù) 線性插值法線性插值法先用實驗法測出傳感器的輸入輸出特性曲線，假定如圖先用實驗法測出傳感器的輸入輸出

24、特性曲線，假定如圖11-13所示所示 11-7 11-8 iiiiiixxyyxxyy 11 iiixxkyy 11.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù) 二次曲線差值法二次曲線差值法假設(shè)傳感器的輸入和輸出之間的特性曲線的斜率變化很大，那假設(shè)傳感器的輸入和輸出之間的特性曲線的斜率變化很大，那么兩插值點之間的曲線將很彎曲，如圖么兩插值點之間的曲線將很彎曲，如圖11-14所示。這時所示。這時假設(shè)仍采用線性插值法，誤差就很大。可以采用二次曲線假設(shè)仍采用線性插值法，誤差就很大。可以采用二次曲線插值法，這是經(jīng)過曲線上的三個點作一拋物線圖中的實插值法，這是經(jīng)過曲線上的三個點作一拋物線圖中的實線，用此曲線替

25、代原來的曲線。線，用此曲線替代原來的曲線。利用三個知點利用三個知點A、B、C的數(shù)值求出系數(shù)的數(shù)值求出系數(shù)m0、m1、m2后，后，存放在相應的內(nèi)存單元，然后根據(jù)某點的存放在相應的內(nèi)存單元，然后根據(jù)某點的x值代入即可求出值代入即可求出被測值被測值y011.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù)查表技術(shù)查表技術(shù)所謂查表技術(shù)，就是事先把檢測值和被測值按知的公式所謂查表技術(shù)，就是事先把檢測值和被測值按知的公式計算出來，或者用丈量法事先丈量出結(jié)果，然后按計算出來，或者用丈量法事先丈量出結(jié)果，然后按一定方法把數(shù)據(jù)排成表格，存入內(nèi)存單元，以后微一定方法把數(shù)據(jù)排成表格，存入內(nèi)存單元，以后微處置機就根據(jù)檢測值大小查

26、出被測結(jié)果。處置機就根據(jù)檢測值大小查出被測結(jié)果。查表技術(shù)是一種常用的非數(shù)值運算方法，可以完成數(shù)據(jù)查表技術(shù)是一種常用的非數(shù)值運算方法，可以完成數(shù)據(jù)補償、計算、轉(zhuǎn)換等功能。它具有程序簡單、執(zhí)行補償、計算、轉(zhuǎn)換等功能。它具有程序簡單、執(zhí)行速度快等優(yōu)點。下面引見幾種常用的查表方法。速度快等優(yōu)點。下面引見幾種常用的查表方法。11.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù) 一順序查表法一順序查表法順序查表法是按表格的陳列順序，從頭開場，一個一順序查表法是按表格的陳列順序，從頭開場，一個一個進展比較，直到找到關(guān)鍵字為止。這種方法主要個進展比較，直到找到關(guān)鍵字為止。這種方法主要適用于無序表的查找。假設(shè)表格的地址按

27、一定規(guī)律適用于無序表的查找。假設(shè)表格的地址按一定規(guī)律陳列且被丈量與檢測結(jié)果的表格有一定關(guān)系時，那陳列且被丈量與檢測結(jié)果的表格有一定關(guān)系時，那么可以經(jīng)過計算求出查表法所需的地址，然后從相么可以經(jīng)過計算求出查表法所需的地址，然后從相應的內(nèi)存單元中取出檢測結(jié)果。應的內(nèi)存單元中取出檢測結(jié)果。11.5.3 非線性補償技術(shù)非線性補償技術(shù) 二對分搜索法二對分搜索法在實踐運用中，很多表格都很長，且難以用計算查表法進展查找，在實踐運用中，很多表格都很長，且難以用計算查表法進展查找，但是這種表格普通都滿足從大到小或從小到大的順序。但是這種表格普通都滿足從大到小或從小到大的順序。對于這種表格可以采用對分搜索法進展查

28、找。對于這種表格可以采用對分搜索法進展查找。對分搜索是每次截取表的一半進展搜索，逐漸細分，首先把給定對分搜索是每次截取表的一半進展搜索，逐漸細分，首先把給定值值x與表格中間元素的關(guān)鍵字進展比較，如相等，那么查找勝與表格中間元素的關(guān)鍵字進展比較，如相等，那么查找勝利；如小于那么截取低半表，大于那么截取高半表。然后再利；如小于那么截取低半表，大于那么截取高半表。然后再把給定值與所截取半表的中間元素的關(guān)鍵字相比較，依次反把給定值與所截取半表的中間元素的關(guān)鍵字相比較，依次反復上述過程直到查找勝利或截取后的子表長度到零為止。復上述過程直到查找勝利或截取后的子表長度到零為止。對分搜索法的算法有子表限界法和

29、子表長度法等。子表限界法采對分搜索法的算法有子表限界法和子表長度法等。子表限界法采用表的高低界地址來計算子表的中心元素的地址，其缺陷是用表的高低界地址來計算子表的中心元素的地址，其缺陷是元素長度大于元素長度大于1時計算比較費事。子表長度法是采用子表的長時計算比較費事。子表長度法是采用子表的長度和上次中心元素的序號來查找元素的地址，它適宜于數(shù)據(jù)度和上次中心元素的序號來查找元素的地址，它適宜于數(shù)據(jù)元素長度不同的各種表的查找。元素長度不同的各種表的查找。11.5.4 傳感器的溫度誤差補償傳感器的溫度誤差補償 傳感器線性溫度特性補償方法傳感器線性溫度特性補償方法 溫度特性曲線擬合法溫度特性曲線擬合法

30、溫度特性查表法溫度特性查表法 傳感器非線性溫度特性補償方法傳感器非線性溫度特性補償方法11.5.4 傳感器的溫度誤差補償傳感器的溫度誤差補償溫度特性曲線擬合法溫度特性曲線擬合法圖圖11-16 不同溫度下的靜態(tài)特性不同溫度下的靜態(tài)特性圖圖11-17 溫度補償流程圖溫度補償流程圖023123.kkuaaTa Ta Ta T11.5.4 傳感器的溫度誤差補償傳感器的溫度誤差補償 溫度特性查表法溫度特性查表法將溫度值和傳感器對應的輸出電壓值按順序分配方式存入將溫度值和傳感器對應的輸出電壓值按順序分配方式存入內(nèi)存，構(gòu)成一個線性表，采集數(shù)據(jù)時，內(nèi)存，構(gòu)成一個線性表，采集數(shù)據(jù)時，CPU按線性查按線性查找對應

31、溫度的電壓值找對應溫度的電壓值u，并按下式計算對應的被測物理，并按下式計算對應的被測物理量量y y=(u-U)tg (11-15) 式中式中U是溫度直線在坐標上的截距，可用線性插值由是溫度直線在坐標上的截距，可用線性插值由輸入的輸入的T求得，求得，a是溫度直線與縱坐標軸是溫度直線與縱坐標軸u的夾角。的夾角。11.5.5 數(shù)字濾波技術(shù)數(shù)字濾波技術(shù) 數(shù)字濾波與模擬濾波相比，具有以下優(yōu)點：數(shù)字濾波與模擬濾波相比，具有以下優(yōu)點：不需添加任何硬設(shè)備，只需在程序進入數(shù)據(jù)處置和控制算不需添加任何硬設(shè)備，只需在程序進入數(shù)據(jù)處置和控制算法之前附加一段數(shù)字濾波軟件即可；法之前附加一段數(shù)字濾波軟件即可；因沒有硬設(shè)備、傳感器精度可以提高，不存在阻抗匹配問因沒有硬設(shè)備、傳感器精度可以提高，不存在阻抗匹配問題；題；數(shù)字濾波可以多個通道共用，而模擬濾波那么每個通道都數(shù)字濾波可以多個通道共用，而模擬濾波那么每個通道都要有；要有；可以對頻率很低的信號進展濾波，而模擬濾波受電容器量可以對頻率很