CN104678896A - 数模转换器的校正装置、方法以及数控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数模转换器的校正装置、方法以及数控系统，校正装置包括上位机以及与上位机连接的下位处理器，下位处理器进一步连接数模转换器，其中上位机根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，下位处理器根据上位机所拟合的直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换。通过以上方式，本发明采用软件的方法实现校正，省略了将采样的实际模拟量由上位机逐个发送给下位处理器的过程，能够加快算法的运算速度，节省硬件成本，并可以实现实时校正。

Description

数模转换器的校正装置、方法以及数控系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种数模转换器的校正装置、方法以及数控系统。

背景技术

随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，信号的处理无处不在。自然界中的物理量，例如压力、温度、位移、等都是模拟量。要对这些物理量进行控制和检测，经常会使用DAC进行数模转换。但由于转换器芯片本身由于工艺的限制存在误差，以及电路噪声和温度等因素的影响，DAC的模拟输出会有误差的存在。

D/A转换的误差主要由以下几个方面决定：

1、基准电压Vref：在D/A转换中，Vref电压是造成D/A转换误差的首要原因，如果使Vref电压精度做到较高，则D/A转换误差可以做到很小，在Vref电压精度为0.5％情况下，实际的D/A转换误差小于1％。

2、比较器输入端的失调电压：该电压对D/A转换精度有一定影响，但影响较小。

3、运算误差：由于D/A转换中要经过乘除法运算后得到，在进行运算过程中如果数据处理不当，如余数处理不当，也会产生误差。

4、干扰误差：当输入电压不稳时，恒流源的输出电流会有一定的影响，会产生干扰误差。

针对以上D/A转换误差存在的原因，通常所采用的解决办法一般有如下几种：

1、对Vref造成的误差，只能通过提高Vref电压精度来解决，它相当于D/A转换的基准电压。

2、选用灵敏度高的比较器可解决比较器输入端导致的误差问题。

3、对运算误差，可以通过软件上的改进来解决。

4、对于干扰造成的误差，可对A/D转换值进行数字滤波，如多次转换求平均值等方法来解决。

针对通过提高D/A转换器的基准电压和提高比较器的灵敏度来解决D/A转换存在的误差，就要在硬件电路设计时选用精度更高的芯片，这样无非会增加开发的成本。数字滤波的方法，一般只是将采样得到的当前的D/A输出值进处理，并没有补偿的功能，而一般情况下，环境、硬件条件相同时，采样的结果相差的值不会超过1％，因此，采样值与理论的输出值之间的差距并不能很好的得到补偿。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种数模转换器的校正装置、方法以及数控系统，能够很好的校正数模转换器的输出。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种数模转换器的校正装置，校正装置包括上位机以及与上位机连接的下位处理器，下位处理器进一步连接数模转换器，其中上位机根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，下位处理器根据上位机所拟合的直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换。

其中，上位机通过控制下位处理器向数模转换器发送测试数字量，待转换数字量由下位处理器直接进行接收。

其中，下位处理器为ARM处理器，上位机通过USART串口与ARM处理器连接，ARM处理器通过SPI接口与数模转换器连接。

其中，数模转换器对测试数字量和待转换数字量进行数模转换的动作、上位机进行直线拟合的动作和下位处理器对待转换数字量进行校正的动作在相同的外部环境下进行。

其中，直线方程为Y＝aX+b，其中X为校正前的待转换数字量，Y为校正后的待转换数字量，a为斜率，b为截距且分别通过以下公式获得：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，x为实际模拟量，y为理论模拟量。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种具有校正功能的数控系统，数控系统包括数模转换器以及前述的校正装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种数模转换器的校正方法，包括：根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，以获得一直线方程；根据直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换。

其中，根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤由上位机执行，根据直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换的步骤由下位机完成。

其中，根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤和根据直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换的步骤在同一外部环境下完成。

其中，根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤包括：通过以下公式计算直线方程的斜率和截距：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，a为斜率，b为截距，x为实际模拟量，y为理论模拟量；

根据直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换的步骤包括：通过以下公式对待转换数字量进行校正：

Y＝aX+b；

其中，a为斜率，b为截距，X为校正前的待转换数字量，Y为校正后的待转换数字量。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过上位机根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，下位处理器根据上位机所拟合的直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换，采用软件的方法实现校正，省略了将采样的实际模拟量由上位机逐个发送给下位处理器的过程，能够很好的校正数模转换器的输出，同时加快算法的运算速度，节省硬件成本，可以实现实时校正。

附图说明

图1是本发明实施例的具有校正功能的数控系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的数模转换器的校正装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的数模转换器的校正方法的流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明实施例的具有校正功能的数控系统的结构示意图。如图1所示，具有校正功能的数控系统10包括：校正装置11以及数模转换器12。校正装置11实时采样当前状态下的数模转换器12的输出值，根据采样值，经过最小二乘法算法处理运算拟合出一直线，得到直线的斜率与截距。根据直线的斜率与截距将本待转换数字量进行补偿处理，使最终数模转换器12的输出值更接近理论值。

如图2所示，校正装置11包括上位机110以及与上位机110连接的下位处理器111。下位处理器111进一步连接数模转换器12，其中上位机110根据数模转换器12对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，下位处理器111根据上位机110所拟合的直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器12进行数模转换。在本发明实施例中，采用最小二乘法的算法运算是由上位机110完成而不是直接在下位处理器111中进行运算，这样省略了将采样的实际模拟量由上位机逐个发送给下位处理器的过程，能够加快算法的运算速度。

在更具体的实施例中，上位机110通过控制下位处理器111向数模转换器12发送测试数字量，待转换数字量由下位处理器111直接进行接收。数模转换器12对测试数字量和待转换数字量进行数模转换的动作、上位机110进行直线拟合的动作和下位处理器111对待转换数字量进行校正的动作在相同的外部环境下进行。

在本发明实施例中，上位机110根据多个实际模拟量以及理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合得到的直线为Y＝aX+b，其中X为校正前的待转换数字量，Y为校正后的待转换数字量，a为斜率，b为截距，且分别通过以下公式获得：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，x为实际模拟量，y为理论模拟量。具体地，上位机根据多个实际模拟量以及理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合过程如下：

上位机通过串口与下位处理器的串口连接，建立通信。通过下位处理器的SPI接口控制数模转换器的输出。硬件连接好后，给系统上电。其中，下位处理器可以是ARM处理器，数模转换器优选为D/A芯片AD5412。在当前环境下，上位机使系统工作模式为常规模式，上位机发出数据令数模转换器的数字输入为0，数模转换器输出端输出电压的理论值应为-10V。此时用户可多次测量，得到实际输出电压分别为：9.96V9.97V 9.96V 9.95V 9.97V…。实验环境不变，上位机切换系统工作模式为校正模式，此时可以将测得的几组电压值分别输入给上位机，在校正模式下，上位机可以将得到的值根据最小二乘法算法拟合出一条直线。

上位机通过以下公式计算直线方程的斜率和截距：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{x}\stackrel{\‾}{y}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，a为斜率，b为截距，x为实际模拟量，y为理论模拟量。具体地，用最小二乘法拟合直线处理数据时，将一组符合Y＝a+bX关系的测量数据，用计算的方法求出最佳的a和b。设直线方程的表达式为：

a+bx＝y。

对满足线性关系的一组等精度测量数据(xi，yi)，假定自变量xi的误差可以忽略，则在同一xi下，测量点yi和直线上的点a+bxi的偏差di如下：

d1＝y1-a-bx1；

d2＝y2-a-bx2；

…

dn＝yn-a-bxn；

最好情况是测量点都在直线上(即d1＝d2＝……＝dn＝0)，求出的a和b是最理想的，但测量点不可能都在直线上，这样只有考虑d1、d2、……、dn为最小，也就是考虑d1+d2+……+dn为最小，但因d1、d2、……、dn有正有负，加起来可能相互抵消，因此不可取；而|d1|+|d2|+……+|dn|又不好解方程，因而不可行。现在采取一种等效方法：当d12+d22+……+dn 2对a和b为最小时，d1、d2、……、dn也为最小。取(d12+d22+……+dn2)为最小值，求a和b的方法叫最小二乘法。令

$D=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{d}_i^2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{[y_i-a-b_i]}^2$

D对a和b分别求一阶偏导数为：

$\frac{\∂D}{\∂a}=-2[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-\mathrm{na}-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i]$

$\frac{\∂D}{\∂b}=-2[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i-a\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2]$

再求二阶偏导数为：

$\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂a}^2}=2n,\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂b}^2}=2\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2$

显然

$\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂a}^2}=2n\≥0,\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂b}^2}=2\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2\≥0$

满足最小值条件，令一阶偏导数为零：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-\mathrm{na}-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i=0$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i-a\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2=0$

引入平均值：

$\stackrel{\‾}{x}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i,\stackrel{\‾}{y}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i$

$\stackrel{\‾}{x^2}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2,\stackrel{\‾}{y^2}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i^2,$ 则

$\stackrel{\‾}{y}-a-b\stackrel{\‾}{x}=0,\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-a\stackrel{\‾}{x}-b\stackrel{\‾}{x^2}=0,$ 求得

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x},b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{x}\stackrel{\‾}{y}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2}$

上位机将a、b值带入线性方程，即得到直线方程。上位机将得到的斜率a与截距b通过串口发送给下位处理器。由上位机完成采用最小二乘法的算法运算，而不是直接在下位处理器中运算，能大大加快算法的运算速度，并且可以省略将采样的测试数字量由上位机逐个发送给下位处理器的过程。

在本发明实施例中，数模转换与最小二乘法结合，实时采样当前状态下的数模输出值，通过上位机，将采样值输入，上位机根据输入的采样值，经过最小二乘法算法处理运算拟合出直线，得到直线的斜率与截距。下位处理器通过串口得到斜率和截距后，将待转换数字量进行补偿处理，使最终数模转换的输出值更接近理论值。本发明实施例的数模转换的校正是通过软件的方式实现，能够很好的校正数模转换器的输出，节省了采用硬件方案的成本，并可以实现对系统进行实时校正，即使外界环境的变换影响了系统本身的各种参数，使数模转换输出的偏差值改变，也可以通过本发明实施例的校正方法，随时精确的对数模转换的输出进行校正。

图3是本发明实施例的数模转换器的校正方法的流程示意图。如图3所示，数模转换器的校正方法包括：

步骤S10：根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，以获得一直线方程。

步骤S10由上位机执行。上位机通过串口与下位处理器的串口连接，建立通信。通过下位处理器的SPI接口控制数模转换器的输出。硬件连接好后，给系统上电。其中，下位处理器可以是ARM处理器，数模转换器优选为D/A芯片AD5412。在当前环境下，上位机使系统工作模式为常规模式，上位机发出数据令数模转换器的数字输入为0，数模转换器输出端输出电压的理论值应为-10V。此时用户可多次测量，得到实际输出电压分别为：9.96V 9.97V 9.96V 9.95V 9.97V…。实验环境不变，上位机切换系统工作模式为校正模式，此时可以将测得的几组电压值分别输入给上位机，在校正模式下，上位机可以将得到的值根据最小二乘法算法拟合出一条直线。

上位机通过以下公式计算直线方程的斜率和截距：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，a为斜率，b为截距，x为实际模拟量，y为理论模拟量。具体地，用最小二乘法拟合直线处理数据时，将一组符合Y＝a+bX关系的测量数据，用计算的方法求出最佳的a和b。设直线方程的表达式为：

a+bx＝y。

对满足线性关系的一组等精度测量数据(xi，yi)，假定自变量xi的误差可以忽略，则在同一xi下，测量点yi和直线上的点a+bxi的偏差di如下：

d1＝y1-a-bx1；

d2＝y2-a-bx2；

…

dn＝yn-a-bxn；

最好情况是测量点都在直线上(即d1＝d2＝……＝dn＝0)，求出的a和b是最理想的，但测量点不可能都在直线上，这样只有考虑d1、d2、……、dn为最小，也就是考虑d1+d2+……+dn为最小，但因d1、d2、……、dn有正有负，加起来可能相互抵消，因此不可取；而|d1|+|d2|+……+|dn|又不好解方程，因而不可行。现在采取一种等效方法：当d12+d22+……+dn 2对a和b为最小时，d1、d2、……、dn也为最小。取(d12+d22+……+dn2)为最小值，求a和b的方法叫最小二乘法。令

$D=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{d}_i^2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{[y_i-a-b_i]}^2$

D对a和b分别求一阶偏导数为：

$\frac{\∂D}{\∂a}=-2[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-\mathrm{na}-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i]$

$\frac{\∂D}{\∂b}=-2[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i-a\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2]$

再求二阶偏导数为：

$\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂a}^2}=2n,\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂b}^2}=2\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2$

显然

$\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂a}^2}=2n\≥0,\frac{{\∂}^{2}D}{{\∂b}^2}=2\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2\≥0$

满足最小值条件，令一阶偏导数为零：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-\mathrm{na}-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i=0$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i-a\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i-b\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2=0$

引入平均值：

$\stackrel{\‾}{x}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i,\stackrel{\‾}{y}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i$

$\stackrel{\‾}{x^2}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2,\stackrel{\‾}{y^2}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i^2,$ 则

$\stackrel{\‾}{y}-a-b\stackrel{\‾}{x}=0,\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-a\stackrel{\‾}{x}-b\stackrel{\‾}{x^2}=0,$ 求得

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x},b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{x}\stackrel{\‾}{y}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2}$

上位机将a、b值带入线性方程，即得到直线方程。上位机将得到的斜率a与截距b通过串口发送给下位处理器。

步骤S11：根据直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换。

步骤S11由下位处理器完成。具体地，下位处理器通过以下公式对待转换数字量进行校正：

Y＝aX+b；

其中，a为斜率，b为截距，X为校正前的待转换数字量，Y为校正后的待转换数字量。将得到的值Y作为数模转换器的数字量输入。即可在数模转换器输出端得到补偿后的电压。该电压值更接近理论输出，实现了对数模转换输出的校正。

在本发明实施例中，根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤和根据直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换的步骤在同一外部环境下完成。

本发明将数模转换与最小二乘法结合，实时采样当前状态下的数模输出值，通过上位机根据输入的采样值，经过最小二乘法算法处理运算拟合出直线，得到直线的斜率与截距。采用软件的方式实现，能够很好的校正数模转换器的输出，节省了采用硬件方案的成本，并可以实现对系统进行实时校正，即使外界环境的变换影响了系统本身的各种参数，使数模转换输出的偏差值改变，也可以通过本发明实施例的校正方法，随时精确的对数模转换的输出进行校正。

综上所述，本发明通过上位机根据数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，下位处理器根据上位机所拟合的直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的待转换数字量发送给数模转换器进行数模转换，采用软件的方法实现校正，能够很好的校正数模转换器的输出，省略了将采样的实际模拟量由上位机逐个发送给下位处理器的过程，能够加快算法的运算速度，节省硬件成本，并可以实现实时校正。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种数模转换器的校正装置，其特征在于，所述校正装置包括上位机以及与所述上位机连接的下位处理器，所述下位处理器进一步连接所述数模转换器，其中所述上位机根据所述数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及所述测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，所述下位处理器根据所述上位机所拟合的直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的所述待转换数字量发送给所述数模转换器进行数模转换。

2.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述上位机通过控制所述下位处理器向所述数模转换器发送所述测试数字量，所述待转换数字量由所述下位处理器直接进行接收。

3.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述下位处理器为ARM处理器，所述上位机通过USART串口与所述ARM处理器连接，所述ARM处理器通过SPI接口与所述数模转换器连接。

4.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述数模转换器对测试数字量和待转换数字量进行数模转换的动作、所述上位机进行直线拟合的动作和所述下位处理器对待转换数字量进行校正的动作在相同的外部环境下进行。

5.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述直线方程为Y＝aX+b，其中X为校正前的所述待转换数字量，Y为校正后的所述待转换数字量，a为斜率，b为截距且分别通过以下公式获得：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，x为实际模拟量，y为理论模拟量。

6.一种具有校正功能的数控系统，其特征在于，所述数控系统包括数模转换器以及如权利要求1至5任意一项所述的校正装置。

7.一种数模转换器的校正方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及所述测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合，以获得一直线方程；

根据所述直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的所述待转换数字量发送给所述数模转换器进行数模转换。

8.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述根据所述数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及所述测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤由上位机执行，所述根据所述直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的所述待转换数字量发送给所述数模转换器进行数模转换的步骤由下位机完成。

9.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述根据所述数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及所述测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤和所述根据所述直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的所述待转换数字量发送给所述数模转换器进行数模转换的步骤在同一外部环境下完成。

10.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述根据所述数模转换器对测试数字量进行数模转换所获得的多个实际模拟量以及所述测试数字量所对应的理论模拟量利用最小二乘法进行直线拟合的步骤包括：

通过以下公式计算所述直线方程的斜率和截距：

$a=\stackrel{\‾}{y}-b\stackrel{\‾}{x};$

$b=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}}{\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2};$

其中，a为斜率，b为截距，x为实际模拟量，y为理论模拟量；

所述根据所述直线方程对待转换数字量进行校正，并将校正后的所述待转换数字量发送给所述数模转换器进行数模转换的步骤包括：

通过以下公式对所述待转换数字量进行校正：

Y＝aX+b；

其中，a为斜率，b为截距，X为校正前的所述待转换数字量，Y为校正后的所述待转换数字量。