CN106227150A - 一种基于软件标定精度的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于软件标定精度的方法，所述方法包括：排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值；本发明还公开了一种基于软件标定精度的装置。本发明的一种基于软件标定精度的方法和装置，其操作简便、测量精准，可以大大节约设计成本和人工费用。

Description

一种基于软件标定精度的方法和装置
技术领域
本发明涉及工业控制测量领域，特别是涉及一种基于软件标定精度的方法和装置。
背景技术
在工业控制领域中，比如油田、化工等行业，对管道压力、温度、湿度、电量等变量的检测应用非常广泛，在一些要求较高的特殊场合，对所检测变量值的准确度有着极高的要求。为了提高所测变量的精度，需要对测量所用的传感器进行定期标定。
现有的标定方法基本都采用硬件标定的方法，输入和输出通道的精度误差因为器件的差异性常用硬件调整标定实现输入/输出的线性转换，通过调整硬件(如调节电位器)等方法进行硬件标定，消除由于器件的差异性对测量精度所带来的影响。这种做法不仅费时麻烦，而且还有可能在拆卸和安装时又影响了原来调节的精度，或者造成损坏。现有的硬件标定的方法极大的浪费了人工成本和硬件设计成本，延长了产品的研发周期。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供了一种操作简便、测量精准，可以大大节约设计成本和人工费用的基于软件标定精度的方法和装置。
一方面，本发明提供的一种基于软件标定精度的方法，所述方法包括：
S1、排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；
S2、实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；
S3、根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：
J t = S L + S t - S L S H - S L * ( L H - L L ) ;
其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值。
本发明的一种软件标定精度的方法还可以是：
步骤S1包括：通过A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号的最大理论值和最小理论值。
步骤S2包括：将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。
另一方面，本发明还提供了一种基于软件标定精度的装置，所述装置包括：
推算理论值模块：用于排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；
测量值模块：用于实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；
准确值计算模块：用于根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：
J t = S L + S t - S L S H - S L * ( L H - L L ) ;
其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值。
本发明的一种软件标定精度的装置还可以是：
所述推算理论值模块包括，电流信号理论值推算模块：用于通过A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号的最大理论值和最小理论值。
所述测量值模块包括，电流信号测量值模块：用于将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。
本发明的一种基于软件标定精度的方法和装置，排除在没有硬件器件影响的理想状态下，输入/输出通道推算出的具体数值作为理论值，以考虑硬件器件差异性影响的情况下，实际测得的输入/输出通道的值为测量值，将测量值与理论值相比较，代入到标定的公式中，就可以计算出器件实际情况下的精确值，完成器件的标定过程。本发明的一种基于软件标定精度的方法和装置，操作简便和测量精准，能够大大节约设计成本和人工费用，而且不需要对器件(如传感器)进行拆卸和安装工作，也不需要借助其它检定仪器，仅以器件本身读数即可进行标定，从而不受条件限制，大大降低了由于硬件标定带来的人工成本，并且缩短了产品的生产周期。
附图说明
图1是发明的一种基于软件标定精度的方法的流程示意图。
图2是本发明的一种基于软件标定精度的方法采集电流实例流程示意图。
图3是本发明的一种基于软件标定精度的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图的图1至图3对本发明的一种基于软件标定精度的方法和 装置作进一步详细说明。
本发明的一种基于软件标定精度的方法，请参考图1-2，包括排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值。这样，排除在没有硬件器件影响的状态下，输入/输出通道推算出的具体数值作为理论值，不排除硬件器件差异性影响的情况下，实际测得的输入/输出通道的值为测量值，将测量值与理论值相比较，代入到标定的公式中，就可以计算出实际情况下的精确值，使器件得到校正，完成器件的标定过程。本发明的一种基于软件标定精度的方法，操作简便和测量精准，能够大大节约设计成本和人工费用，而且不需要对器件(如传感器)进行拆卸和安装工作，也不需要借助其它检定仪器，仅以器件本身读数即可进行标定，从而不受条件限制，大大降低了由于硬件标定带来的人工成本，并且缩短了产品的生产周期。
进一步的优选方案是：步骤S1包括：通过A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号的最大理论值和最小理论值。步骤S2包括：将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。
以电流采集为例来说明如何实现基于软件标定精度的方法，具体标定过程如下：
首先标定公式为：
其中，Jt是校正后的准确值；SL是最小电流信号测量值；St是任意电流信号测量值；SH是最大电流信号测量值；LH是最大电流信号理论值；LL是最小电流信号理论值。
S101、根据A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号所对应的理论值，得到标定公式中的LH和LL，此时不考虑硬件器件对精度的影响；例如：最大电流信号理论值为37000、最小电流信号理论值为13000。
S102、将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调为最小信号输入时，读出此时所测得的具体数值，该值作为最小电流信号输入时的测量值，即标定公式中的SL参数；例如：测量的所述最小电流信号测量值为13025.4。
S103、将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；将电流信号调为最大信号输入时，读出此时所测得的具体数值，该值作为最大电流信号输入时的测量值，即标定公式中的SH参数；例如：最大电流信号测量值为37032.15。
S104、再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。输入一个介于最大电流信号和最小电流信号之间的任意电流信号，读出此时所测得的具体数值，该值作为任意信号输入时的测量值，即标定公式中的St参数；例如：任意电流信号测量值为20000。
S105、把上述步骤得到的具体参数代入到该标定公式中，就可以计算出输入该信号情况下标定后的准确数据，并完成标定过程，通过标定公式进行计算，计算后的准确值为19998.03，根据计算出的准确值对设备进行标定，还可以根 据计算出来的准确值，再结合A/D转换器数值与电流的对应关系，还可以倒推出测量到的输入电流值，与实际输入的电流值对比，可以得到仪器的精确度。
本发明的一种基于软件标定精度的装置，请参考图3，包括推算理论值模块210：用于排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；
测量值模块220：用于实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；
准确值计算模块230：用于根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：
J t = S L + S t - S L S H - S L * ( L H - L L ) ;
其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值。
所述推算理论值模块210包括，电流信号理论值推算模块：用于通过A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号的最大理论值和最小理论值。
所述测量值模块220包括，电流信号测量值模块：用于将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于软件标定精度的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；
S2、实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；
S3、根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：
J t = S L + S t - S L S H - S L * ( L H - L L ) ;
其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值。
2.根据权利要求1所述的软件标定精度的方法，其特征在于，步骤S1包括：通过A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号的最大理论值和最小理论值。
3.根据权利要求1所述的软件标定精度的方法，其特征在于，步骤S2包括：将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。
4.一种基于软件标定精度的装置，其特征在于，所述装置包括：
推算理论值模块：用于排除硬件器件对精度影响的状态下，推算出输入/输出通道的最大理论值和最小理论值；
测量值模块：用于实际测量输入/输出通道的最大测量值、最小测量值和任意测量值；
准确值计算模块：用于根据所述最大理论值、最小理论值、最大测量值、最小测量值和任意测量值通过标定公式计算准确值，所述标定公式如下：
J t = S L + S t - S L S H - S L * ( L H - L L ) ;
其中，Jt是准确值；SL是最小测量值；St是任意测量值；SH是最大测量值；LH是最大理论值；LL是最小理论值。
5.根据权利要求4所述的软件标定精度的装置，其特征在于，所述推算理论值模块包括，电流信号理论值推算模块：用于通过A/D转换器采集位数，确定最大电流信号和最小电流信号的最大理论值和最小理论值。
6.根据权利要求4所述的软件标定精度的装置，其特征在于，所述测量值模块包括，电流信号测量值模块：用于将电流信号调至最小值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最小测量值；将电流信号调至最大值时，测量输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为最大测量值；再测量任意输入电流信号通过A/D转换器转换后的数据值作为任意测量值。
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