CN102818588A - 提高传感器响应时间的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高传感器响应时间的方法，它包括：微处理器依每得到一组原始测量值，便计算其平均测量值；每组原始测量值包括m个依时间顺序得到的原始测量值，且前后两组原始测量值之间依时间顺序向后相错n个原始测量值；如果Tjn+1＜Tjn+2＜…＜Tjn+m-1＜Tjn+m且0＜Tjn+m-TPj+1＜a1，或者，如果Tjn+1＞Tjn+2＞…＞Tjn+m-1＞Tjn+m且0＜TPj+1-Tjn+m＜a1，则微处理器将输出平均测量值TPj+1作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；反之，将原始测量值Tjn+m输出。该方法响应时间快、采样精度稳定性高。

Description

提高传感器响应时间的方法
技术领域
本发明涉及了一种提高传感器响应时间的方法。
背景技术
近几年，随着人们安全意识的提高、相关法律法规的完善和对自动控制要求的提高，以及对发展安全、快速、灵敏的气体检测手段的需求越来越迫切，传统的气体测量技术已经不能满足社会发展的需要；于是，基于红外吸收原理的传感器得到了一个快速发展的机会，与传统的化学类传感器相比，红外传感器具有使用寿命长、抗干扰能力强，抗中毒等优点。
但是，化学类传感器与红外传感器都存在着响应时间慢的问题，而影响传感器响应时间的因素有两个：一是传感器结构，二是微处理器的算法；采用滤波函数算法的测量值是平均测量值，传感器采样精度高，但是响应时间慢；不采用滤波函数算法的测量值是瞬时测量值，传感器响应时间快，但是采样精度低。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种简单实用、易于实现、响应时间快、采样精度高、稳定性高、适用范围宽的提高传感器响应时间的方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种提高传感器响应时间的方法，它包括以下步骤：
步骤1、微处理器不断读取传感器的原始采样数据，得到与每一个原始采样数据对应的原始测量值；
步骤2、微处理器依时间顺序每得到一组原始测量值，便通过常规滤波函数算法对该组原始测量值进行计算，并得到与该组原始测量值对应的平均测量值；
其中，每组原始测量值包括m个依时间顺序得到的原始测量值，且前后两组原始测量值之间依时间顺序向后相错n个原始测量值，即，第j+1组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是Tjn+1、Tjn+2、…Tjn+m-1、Tjn+m，与第j+1组原始测量值对应的平均测量值是第j+1个平均测量值TPj+1；
步骤3、微处理器依据如下判断结果进行输出：
如果Tjn+1＜Tjn+2＜…＜Tjn+m-1＜Tjn+m且0＜Tjn+m-TPj+1＜a1，或者，如果Tjn+1＞Tjn+2＞…＞Tjn+m-1＞Tjn+m且0＜TPj+1-Tjn+m＜a1，则微处理器将输出平均测量值TPj+1作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；
反之，微处理器将原始测量值Tjn+m作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；
其中，j是0或自然数，m是不小于2的自然数，n是不大于m的自然数，a1是微处理器预设值。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，该方法通过判断测量值的变化趋势，将原始测量值与平均测量值结合使用，以此来提高传感器的响应时间，并在提高传感器响应时间的同时，也保证了输出的测量值更接近于理想的准确值；该方法具有简单实用、易于实现、响应时间快、采样精度高、稳定性高、适用范围宽的优点。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种提高传感器响应时间的方法，它包括以下步骤：
步骤1、微处理器不断读取传感器的原始采样数据，得到与每一个原始采样数据对应的原始测量值；
步骤2、微处理器依时间顺序每得到一组原始测量值，便通过常规滤波函数算法对该组原始测量值进行计算，并得到与该组原始测量值对应的平均测量值；
其中，每组原始测量值包括m个依时间顺序得到的原始测量值，且前后两组原始测量值之间依时间顺序向后相错n个原始测量值，即，第j+1组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是Tjn+1、Tjn+2、…Tjn+m-1、Tjn+m，与第j+1组原始测量值对应的平均测量值是第j+1个平均测量值TPj+1；
步骤3、微处理器依据如下判断结果进行输出：
如果Tjn+1＜Tjn+2＜…＜Tjn+m-1＜Tjn+m且0＜Tjn+m-TPj+1＜a1，或者，如果Tjn+1＞Tjn+2＞…＞Tjn+m-1＞Tjn+m且0＜TPj+1-Tjn+m＜a1，则微处理器将输出平均测量值TPj+1作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；
反之，微处理器将原始测量值Tjn+m作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；
其中，j是0或自然数，m是不小于2的自然数，n是不大于m的自然数，a1是微处理器预设值。
为了便于理解，该提高传感器响应时间的方法也可以是这样的，即，它包括以下步骤：
步骤1、微处理器不断读取传感器的原始采样数据，得到与每一个原始采样数据对应的原始测量值；
步骤2、一旦微处理器得到第一组原始测量值，便立即通过常规滤波函数算法对第一组原始测量值进行计算，并得到与第一组原始测量值对应的第一个平均测量值TP1；其中，每组原始测量值包括m个依时间顺序得到的原始测量值，即第一组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是T1、T2、…Tm-1、Tm；在此步骤中，显然，j取值应该是0；
然后，微处理器依据如下判断结果进行输出：
如果T1＜T2＜…＜Tm-1＜Tm且0＜Tm-TP1＜a1，或者，如果T1＞T2＞…＞Tm-1＞Tm且0＜TP1-Tm＜a1，则微处理器将输出平均测量值TP1作为传感器在第1个响应时间t1下的最终测量值输出；
反之，微处理器将原始测量值Tm作为传感器在第1个响应时间t1下的最终测量值输出； 
步骤3、一旦微处理器得到第二组原始测量值，便立即通过常规滤波函数算法对第二组原始测量值进行计算，并得到与第二组原始测量值对应的第二个平均测量值TP2；其中，每组原始测量值包括m个依时间顺序得到的原始测量值且前后两组原始测量值之间依时间顺序向后相错n个原始测量值，即第二组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是Tn+1、Tn+2、…Tn+m-1、Tn+m；在此步骤中，显然，j取值应该是1；
然后，微处理器依据如下判断结果进行输出：
如果Tn+1＜Tn+2＜…＜Tn+m-1＜Tn+m且0＜Tn+m-TP2＜a1，或者，如果Tn+1＞Tn+2＞…＞Tn+m-1＞Tn+m且0＜TP2-Tn+m＜a1，则微处理器将输出平均测量值TP2作为传感器在第2个响应时间t2下的最终测量值输出；
反之，微处理器将原始测量值Tn+m作为传感器在第2个响应时间t2下的最终测量值输出； 
步骤4、与步骤3的原理相同，依此，输出第3个响应时间t2下的最终测量值，然后，依此继续，输出第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值；其中，m是不小于2的自然数，n是不大于m的自然数，a1是微处理器预设值。
为了更进一步的便于理解，在本实施例中，设定m为4，n为2，则该提高传感器响应时间的方法包括以下步骤：
步骤1、微处理器不断读取传感器的原始采样数据，得到与每一个原始采样数据对应的原始测量值；
步骤2、一旦微处理器得到第一组原始测量值，便立即通过常规滤波函数算法对第一组原始测量值进行计算，并得到与第一组原始测量值对应的第一个平均测量值TP1；其中，每组原始测量值包括4个依时间顺序得到的原始测量值，即第一组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是T1、T2、T3、T4；在此步骤中，显然，j取值应该是0；
然后，微处理器依据如下判断结果进行输出：
如果T1＜T2＜T3＜T4且0＜T4-TP1＜a1，或者，如果T1＞T2＞T3＞T4且0＜TP1-T4＜a1，则微处理器将输出平均测量值TP1作为传感器在第1个响应时间t1下的最终测量值输出；
反之，微处理器将原始测量值T4作为传感器在第1个响应时间t1下的最终测量值输出； 
步骤3、一旦微处理器得到第二组原始测量值，便立即通过常规滤波函数算法对第二组原始测量值进行计算，并得到与第二组原始测量值对应的第二个平均测量值TP2；其中，每组原始测量值包括4个依时间顺序得到的原始测量值且前后两组原始测量值之间依时间顺序向后相错2个原始测量值，即第二组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是T3、T4、T5、T6；在此步骤中，显然，j取值应该是1；
然后，微处理器依据如下判断结果进行输出：
如果T3＜T4＜T5＜T6且0＜T6-TP2＜a1，或者，如果T3＞T4＞T5＞T6且0＜TP2-T6＜a1，则微处理器将输出平均测量值TP2作为传感器在第2个响应时间t2下的最终测量值输出；
反之，微处理器将原始测量值T6作为传感器在第2个响应时间t2下的最终测量值输出； 
步骤4、与步骤3的原理相同，依此，输出第3个响应时间t2下的最终测量值，然后，依此继续，输出第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值；其中，a1是微处理器预设值。
由本发明不难看出，如果微处理器每得到一个原始测量值需要的响应时间是T0，则得到第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值所需要的时间，应该等于得到第j+1组原始测量值的最后一个原始测量值所需要的时间，即（jn+m）* T0；换言之，得到第1个响应时间t1下的最终测量值所需要的时间取决于m值的大小，得到第1个之后的响应时间下的最终测量值所需要的时间取决于j、m、n值的大小。由本实施例不难看出，得到第1个响应时间t1下的最终测量值所需要的时间是4*T0，得到第2个响应时间t2下的最终测量值所需要的时间是6*T0，即取决于j、m、n值的大小。
进一步的说，m、n值的选取，即决定了传感器的响应时间，又牵涉到最终测量值的稳定性，二者相互制约，因此，为了达到理想的效果，m、n值的选取，应结合具体传感器及具体电路而定，而且，不难看出，根据有限次的试验，完全可以得到理想的m、n值。
基于所述，需要特别说明的是，在其它实施例中，m、n的取值也可以是其它自然数。
该方法通过判断测量值的变化趋势，既可提高传感器的响应时间，又可保证传感器测量值的稳定性。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (1)

1.一种提高传感器响应时间的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、微处理器不断读取传感器的原始采样数据，得到与每一个原始采样数据对应的原始测量值；步骤2、微处理器依时间顺序每得到一组原始测量值，便通过常规滤波函数算法对该组原始测量值进行计算，并得到与该组原始测量值对应的平均测量值；其中，每组原始测量值包括m个依时间顺序得到的原始测量值，且前后两组原始测量值之间依时间顺序向后相错n个原始测量值，即，第j+1组原始测量值的第一个至最后一个原始测量值分别是Tjn+1、Tjn+2、…Tjn+m-1、Tjn+m，与第j+1组原始测量值对应的平均测量值是第j+1个平均测量值TPj+1；步骤3、微处理器依据如下判断结果进行输出：如果Tjn+1＜Tjn+2＜…＜Tjn+m-1＜Tjn+m且0＜Tjn+m-TPj+1＜a1，或者，如果Tjn+1＞Tjn+2＞…＞Tjn+m-1＞Tjn+m且0＜TPj+1-Tjn+m＜a1，则微处理器将输出平均测量值TPj+1作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；反之，微处理器将原始测量值Tjn+m作为传感器在第j+1个响应时间tj+1下的最终测量值输出；其中，j是0或自然数，m是不小于2的自然数，n是不大于m的自然数，a1是微处理器预设值。
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