一种提高数据采集系统精度的方法研究-论文.pdf

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1、第28卷第1期南昌航空大学学报：自然科学版Vo1．28，No．12014年3月JournalofNanchangHangkongUniversity：NaturalSciencesMar．．20l4一种提高数据采集系统精度的方法研究赵文龙，黄雅娜，彭洁(南昌航空大学，南昌330063)[摘要]数据采集系统对采集精度要求极高，但采用8位的低精度模数转换器，直接利用标称值元器件设计的数据采集系统会存在系统误差。尽管使用传统的线性参数标度变换可以消除系统误差，但数据采集系统必须是线性系统。如果存在饱和非线性，最好在多种输入

2、情况下测量若干数据，剔除饱和数据后应用最小二乘法拟合的线性关系进行标度变换可以得到测量值。研究结果证明：该方法比传统的标度变换计算的测量值要明显准确，达到提高系统精度的良好效果。[关键词】数据采集系统；精度；标度变换；最小二乘法；信号调理[中图分类号]TH86[文献标志码]Adoi：10．3969／j．issn．1001-4926．2014．01．014[文章编号]1001—4926(2014)01—0074—06AMethodStudyforIncreasingAccuracyofDataAcquisitionSy

3、stemZHAOWen—long，HUANGYa-na，PENGJie(NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，China)Abstract：Dataacquisitionsystemrequireshighaccuracy．Butsystemdesignedwith8-bytelowresolutionADCanddirectlyusingthenominalvaluecomponentsexistsystemerror．Thetraditionallinearparam

4、etersscaletransformmethodcaneliminatesystemerror，butithappenswhenthedataacquisitionislinearsystem．Ifthereisasaturationofnonlinearity，itisbettertomeasureseveraldatainavarietyofinputcases．Aftergettingridofsaturationdata，usingthelinearrelationshipbytheleastsquares

5、fittingscaletransformcangetthemeasm~dvalues．Theexperimentalresultsshowthatcalculationmeasurementsusingthismethodalemuchbetteraccuratethanthetraditionalscaletransformation．Itcangetgoodeffecttoimprovethesystemaccuracy．Keywords：dataacquisitionsystem；accuracy；scale

6、transformationmethod；leastsquaremethod；signalconditioning种测量必不可少的装置。数据采集系统一般由0引言单片机和模数转换器等组成。而数据采集系统数据采集系统能把物理参数模拟的真实世界追求的主要目标是精度，这势必会影响系统成本及与数字处理和数字控制的计算机连接起来，实现模复杂程度。数转换与数字显示等功能，数据采集系统是进行各针对普通元件精度不高，有些元件还存在非线[收稿日期】2014—01—02[修回日期】2014—02—08[作者简介]赵文龙(1963一)，男，

7、南昌航空大学信息工程学院教授。主要研究方向：计算机仿真与智能控制技术，嵌入式技术夏应用。南‘鸵室士謦学报JournalofNanchangHangkongUniversity自然科学版⋯⋯⋯·NaturalSciences第1期赵文龙，黄雅娜，彭洁：一种提高数据采集系统精度的方法研究·75·性，基于标度变换的原理，采用线性参数标度变换转换结果为Ⅳ，则对应被测量为法削弱元件精度不高及非线性等因素导致的系统0．088XN一11．264(2)误差，提高系统的精度。由式(2)可得，数据采集系统期望的分辨率为0．088V。假设

8、ADC0809的输入电压为，忽略量化误1数据采集系统的设计差，则Vo与转换后的数字量Ⅳ之间的关系为典型的数据采集系统结构如图1所示，它包括Ⅳ一兰(3)信号调理电路、A／D转换电路、单片机、显示电路及由式(1)和式(3)可得期望调理电路输出与被测通信接口电路。输入的模拟信号经过信号调理，以量的关系满足A／D转换器所能接受的电压范围，再由A／DVo