CN101813494A

CN101813494A - 消除传感器自身和外界干扰的方法

Info

Publication number: CN101813494A
Application number: CN201010114133A
Authority: CN
Inventors: 胡文忠; 游添渊; 朱江华; 许立明; 薛亚军; 俞协琴; 周吉岷
Original assignee: Shanghai Lechun Heavy Machinery & Electronic Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Lechun Heavy Machinery & Electronic Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: CN101813494B

Abstract

本发明属于自动测试领域，具体说是涉及一种消除传感器自身和外界干扰的方法。解决的技术问题是提供一种依照传感器输出的当前量和它的变化量，通过几个判断规则和特别的算法处理，消除传感器自身性能变化和外界干扰的方法。其步骤为：1确定传感器输出的基底值B，它反映了在被测量为零的情况下传感器的输出；2读出传感器输出的当前输出值V；3计算传感器输出的实际量值R：如果干扰即传感器自身性能变化和外界干扰只是影响传感器输出的零点时，采用R＝V-B来计算；如果干扰会导致传感器的灵敏度发生变化，则使用R＝(V-B)/B来计算。运用本发明可以很好地解决传感器误判的问题。

Description

消除传感器自身和外界干扰的方法

技术领域

本发明属于自动测试领域，具体说是涉及一种消除传感器自身和外界干扰的方法。

背景技术

通常用于检测缓慢变化模拟量的传感器，一般都是根据传感器输出信号(电压或电流)的大小直接反映被测量的大小；但在实际使用中，传感器会受到外界各种因素的影响，譬如：烟火报警器长年累月工作，它的传感器难免会受到空气中灰尘等的污染，用常规的检测处理难免会出现误报或不报的难堪。在生产当中，多个传感器相互之间也存在性能差异，分别调试校准是一个很费人工的事。同一个传感器随着时间的延续，性能也会有变化，因此很难反映出真实的情况，失去了传感器本来的存在意义，也有可能发生传感器误报而导致生产、生活中的各种不便之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种依照传感器输出的当前量和它的变化量，通过几个判断规则和特别的算法处理，消除传感器自身性能变化和外界干扰的方法。

为解决上述发明问题，本发明的消除传感器自身和外界干扰的方法，包括以下四个步骤，分别为：(1)确定传感器输出的基底值B，它反映了在被测量为零的情况下传感器的输出；(2)读出传感器的当前输出值V；(3)计算实际测量量值R；如果干扰，即传感器自身性能变化和外界干扰，只是影响传感器输出的零点时，采用R＝V-B来计算；如果干扰会导致传感器的灵敏度发生变化，则使用R＝(V-B)/B来计算。

作为本发明的进一步改进，所述的确定基底值B的方法为先设置一个恰当的传感器输出跳变速率阈值，不妨称其为稳定跳变速率阈值；在平常情况下，传感器变化速率总是小于该阈值，满足这个条件下的传感器输出便认为是正常的基底值B，这个值一直保存着，但实时更新；如果某个时刻，传感器输出值变化速率超过了这个阈值，此时的输出值就不认为是基底值B；采用这种方法在确保报警器原有灵敏度的同时降低了误报的几率。

作为本发明的进一步改进，所述的确定基底值B的方法为还要将传感器输出跳变速率阈值设定恰当的上限阈值和下限阈值，若传感器输出跳变速率大于上限阈值时，传感器的输出值就是基底值B；若传感器变化速率刚好落在传感器跳变速率的下限阈值和上限阈值之间，需要考察传感器输出的后续情况，如果它暂时不再变化，将基底值B按一个固定的时间间隔每次减去一个固定值，如果传感器输出值一直不变，基底值B最终会减到等于当前值；从而使基底值B最终反映的是传感器受污染后的真实情况，同时停止这种每次的递减。这样的设计是针对如果传感器处于恶劣的环境中，周围有杂物飞舞或不透明液滴飞溅，传感器上难免会突然沾上这些东西，误报的几率会大大增加，此种改进可以大大减小误报的几率，增强了传感器工作的可靠性。

作为本发明的进一步改进，将所述的第四个步骤中得出的计算结果进行适当的平滑处理；采用此种平滑处理，可以使得计算结果的波动更加小，进一步消除了传感器自身和外界的干扰。

本发明依照传感器输出的总量和它的变化量，通过几个判断规则和特别的方法处理，消除传感器本身性能变化和外界干扰，很好地解决了误判的问题。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步详细的介绍。

本发明依据下列几个假设(1)整个测试过程属于监测，即一个不断进行着的长期测试过程；(2)传感器在短时间内自身的性能不会有明显的变化；(3)在测试过程中，真正的被测量有一个比较固定的变化速率；(4)真正的被测量在平时很小，可以忽略。

设变量B为传感器输出的基底值，反映了被测量为零的情况下传感器的输出；设变量V为传感器当前输出。

图1示出了本发明的流程图；本发明的消除传感器自身和外界干扰的方法主要包括以下五个步骤：(1)确定基底值B；(2)读出传感器的当前值V；(3)计算传感器输出量值R：如果干扰即传感器自身性能变化和外界干扰，只是影响传感器输出的零点时，应当采用R＝V-B来计算；如果干扰会导致传感器的灵敏度发生变化，则使用R＝(V-B)/B来计算。

如此求出的传感器输出量值R应当是消除或至少是大大削弱了传感器自身和外界干扰的影响的结果。

但基底值B的准确获得有难度，它和传感器当前值V如何区分是本发明的关键所在。

拿烟火报警器做例子，可以很好地说明本发明特别的处理思路。

首先假定这个烟火报警器使用普通的光—电传感器，其原理就是通过检测空气的透明度来反映空气中烟雾浓度，进而达到监控烟火的目的；传统的做法就是简单地设置一个传感器输出阈值，当传感器的输出小于该阈值时，便会触发报警器发出警报。

因烟火报警器在平时遇到的都是没有发生火警的，因此它的传感器输出是典型的基底值B，它包含了传感器自身的差异和性能变化，环境的干扰如灰尘、香烟的烟雾等对传感器的污染导致传感器输出值下降等等；这些因素对传感器输出的影响是非常缓慢的，而一旦发生火警，所产生的烟雾导致传感器的输出变化相比是比较剧烈的，根据这个特点，我们可以设置一个恰当的传感器输出跳变速率阈值，称其为稳定跳变速率阈值。在平常情况下，传感器输出跳变速率总是小于该阈值，满足这个条件下的传感器输出便认为是正常的基底值B，这个值一直保存着，但实时更新；如果某个时刻，传感器输出值变化速度超过了这个阈值，此时的输出值就不认为是基底值B；经过上述的运算后就能得到由真正的火警引起的传感器输出量值R，在这个基础上再定一个报警阈值，就能消除或大大减小烟火报警器误报的几率；采用这种方法在确保烟火报警器原有灵敏度的同时降低了误报的几率。

如果烟火报警器放在一个恶劣的环境中，周围有杂物飞舞或不透明液滴飞溅，传感器上难免会突然沾上这些东西；这时，传感器的输出会陡然下降，按照上述的规则，这种情况是要误报的。

本发明的一个目的就是解决这样的问题；将上述的传感器稳定跳变速率阈值定为下限阈值，另外再定一个恰当的上限阈值，用来对付那种突然出现的干扰；因为相对于真正的火警来说，较大的杂物掉落在传感器上引起的传感器值变化速率要大很多，在此种情况增加另外一个规定，也即是传感器值变化速率大于上限阈值时，传感器的输出值V也认为是基底值B，如果传感器上的污物又掉了，传感器当前的输出值V就会一下子变得大于当前的基底值B，那么就需要立刻更新基底值B。

本发明还有一个专门措施来应对小颗粒物落在传感器上的情况；如果小颗粒物的出现使传感器变化速率刚好落在传感器跳变速率下限阈值和上限阈值之间，按上述已有的规则，会被当作真正的烟雾看待；但是小颗粒物和真正烟雾不同的是，它一旦沾上传感器就不动了，反映在传感器的输出上是先有一个跳变，然后就不再有变化，此时先暂且认为是有火警可能，并考察传感器输出的后续情况：如果传感器的输出当前值V暂时不再变化，则将基底值B按照一个固定的时间间隔每次减去一个固定值，如果传感器输出一直不变，基底值B最终会减到等于传感器的当前值。从而使基底值B最终反映的是受污染以后的真实情况，同时停止这种每次的递减。随着基底值B逐渐接近当前值，按上述R＝V-B或R＝(V-B)/B计算出的烟雾值必定也逐渐变小，最终为0。另外，如果对R＝V-B或R＝(V-B)/B的计算结果再加以适当的平滑处理，那么上述这种情况引起的结果值波动就更小了。

运用本发明的消除传感器自身和外界干扰的方法所得出的传感器输出量值R是消除或者至少是大大削弱了传感器本身和外界干扰的影响的，因此可以很好地解决传感器误判的问题。

Claims

1.一种消除传感器自身和外界干扰的方法，其特征在于：它包括以下的步骤：

(1)确定传感器输出的基底值B，它反映了在被测量为零的情况下传感器的输出；

(2)读出传感器输出的当前输出值V；

(3)计算传感器输出的实际量值R：如果干扰即传感器自身性能变化和外界干扰只是影响传感器输出的零点时，采用R＝V-B来计算；如果干扰会导致传感器的灵敏度发生变化，则使用R＝(V-B)/B来计算。

2.如权利要求1所述的消除传感器自身和外界干扰的方法，其特征在于：所述的确定基底值B的方法为先设置一个恰当的传感器输出跳变速率阈值，即：称其为稳定跳变阈值；在平常情况下，传感器输出跳变速率总是小于该阈值，满足这个条件的传感器输出值便认为是正常的基底值B，这个基底值B一直保存着，但实时更新；如果某个时刻，传感器输出值变化速度超过了这个阈值，此时的输出值就不认为是基底值B。

3.如权利要求1所述的消除传感器自身和外界干扰的方法，其特征在于：所述的确定基底值B的方法为将传感器输出跳变速率阈值设定恰当的上限阈值和下限阈值(下限阈值即为上述稳定跳变速率阈值)，若传感器输出跳变速率大于上限阈值时，传感器的输出值就是基底值B；若传感器变化速率刚好落在下限阈值和上限阈值之间，需要考察传感器输出的后续情况，如果它暂时不再变化，则将基底值B按一个固定的时间间隔每次减去一个固定值，如果传感器输出值一直不变，基底值B最终会减到等于当前值V，并同时停止这种每次的递减。

4.如权利要求1所述的消除传感器自身和外界干扰的方法，其特征在于：将所述第四个步骤中得出的计算结果R进行适当的平滑处理。