數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波算法分析
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已獲得廣泛應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境比較惡劣、干擾源較多時(shí)，一般要對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波。結(jié)合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中溫度數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，選擇合理的數(shù)字濾波方式。針對(duì)具體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過試驗(yàn)確定溫度數(shù)據(jù)的濾波參數(shù)。實(shí)踐表明，利用復(fù)合數(shù)字濾波方法能夠有效的提高溫度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。
1、引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)迅速得到了大量應(yīng)用。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)用數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)物理量進(jìn)行自動(dòng)采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本提供了有效的信息和手段。在科學(xué)研究中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬間物理過程的有力工具。
由于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境比較惡劣、干擾源較多時(shí)，為了能夠減少外界環(huán)境對(duì)采樣數(shù)據(jù)的干擾，提高測(cè)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前，一般先要對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波。數(shù)字濾波是模擬濾波器的補(bǔ)充，它不需要增加任何硬件設(shè)備，可以多個(gè)輸入通道共用一個(gè)數(shù)字濾波程序，并且能夠?qū)︻l率很低的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，以克服模擬濾波器的缺陷。但并不是任何一個(gè)系統(tǒng)都需要進(jìn)行數(shù)字濾波，有時(shí)采取不恰當(dāng)?shù)臄?shù)字濾波反而會(huì)剔除關(guān)鍵信息[1] 。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，是否需要進(jìn)行數(shù)字濾波，采取哪種濾波方法都需要結(jié)合相應(yīng)的試驗(yàn)慎重考慮。
2、常用的數(shù)字濾波方法
中值濾波即對(duì)某一個(gè)樣本連續(xù)采樣N 次，然后把N 個(gè)采樣值由小到大進(jìn)行排隊(duì)，最后選取中間值作為本次采樣值。
算術(shù)平均值法是計(jì)算本次樣本的算術(shù)平均值，一般算術(shù)平均值法適用于壓力、流量、真空度之類信號(hào)的平滑處理，樣本越多，平滑度越高，但靈敏度有所降低，因此樣本數(shù)量的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況慎重選擇。
加權(quán)遞推平均濾波法適用于系統(tǒng)的純滯后時(shí)間常數(shù)較大、采樣周期短的過程，它能夠?qū)Σ煌蓸訒r(shí)間得到的采樣值分別給予不同的權(quán)系數(shù)，以便能夠迅速的反映出當(dāng)前系統(tǒng)所受干擾的嚴(yán)重程度，但這種方法計(jì)算量大，降低了數(shù)據(jù)處理的速度，其實(shí)際應(yīng)用沒有算術(shù)平均值法廣泛。
5、結(jié)論
經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，該算法所處理的溫度數(shù)據(jù)刷新速度滿足試驗(yàn)測(cè)試要求，數(shù)據(jù)刷新及時(shí)，數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定、準(zhǔn)確，并且能夠有效的剔除外界環(huán)境中主要干擾源的影響，第三方法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)證書表明該系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中運(yùn)行誤差最小僅為0.02 ℃，完全滿足使用要求。
參考文獻(xiàn)：
[1] 馬明建,周長城.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1998.
