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1、第六章 过程控制数据处理方法过程控制数据处理方法主要内容：1 查表技术*2 数字滤波技术*3 量程和标度变换技术*4 线性插线法6.1查表技术所谓查表法：事先把处理对象的数据结果按照一定的结 构（表格）存放于计算机内，使用查表程序和表格把采样数 据折算成所需要的结果。例如：以温度测量系统为例，首先确定测温使用的热电偶，然 后将改种热电偶的分度表存放于微机系统中，在测温过程中 ，使用热电偶测温所得的温度数据（mv）在热电偶的分度表 中折算为温度数据。51单片机设有专门的查表指令：MOVCA,A+PCMOVCA,A+DPTR6.1查表技术6.1.1顺序查表法 顺序查表法：将关键字与表格中的数据逐项
2、比较顺序查 找。 程序设计方法： 一般使用 CJNE 指令结合循环以及以下指令： MOVCA,A+PC 或MOVCA,A+DPTR 来实现。 6.1.2计算查表法 计算查表法：根据可计算的规律性排列数据表元素，可 实现快速查表。 例如：求平方、立方、阶乘等的表格，可使用此法。 6.1.3对分查表（略）6.2数字滤波技术概述：和模拟滤波装置相比，数字滤波有以下几个优点：（1）数字滤波通过程序实现，不需硬件设备，系统的可靠性较高。（2）数字滤波可实现多通道共用。（3）可对低频信号（如0.01Hz）实现滤波。（4）采用不同的算法和参数就可实现对不同信号的滤波，使用起来灵活、方便。6.2数字滤波技术6
3、.2.1 程序判断滤波限幅滤波滤波原理如下：限幅滤波就是把相邻的两次采样值相减 ，求出其增量(以绝对值表示)，然后与两次采样允许的最大 偏差值(由被控对象的实际情况决定) y进行比较，如果小 于等于y，则取本次采样值；如果大于y，则仍取上次采 样值作为本次采样值。即：Yn-Yn-1y, 则Yn=Yn ， 取本次采样值Yn-Yn-1 y, 则Yn=Yn-1 ，取上次采样值6.2数字滤波技术限速滤波滤波原理如下：设在顺序采样时刻T1、T2、T3所采集的 数据分别为Y1、Y2、Y3，则当：Y2-Y1y，则Y2作为采样值；Y2-Y1y， 则保留Y2，但不作为采样值，继续采 样得Y3；如果：Y3-Y2y
4、，则Y3作为采样值；Y3-Y2y， 则取（Y3+Y2）/2作为采样值。注意：比较限幅滤波与限速滤波的不同。6.2数字滤波技术6.2.2中值滤波所谓中值滤波法就是对某一被测参数连续采样n次（n一般取奇数），然后把n次采样值按顺序排列，取其中间值做为本次采样值。中值滤波程序的流程框图如图所示。现场保护设置数据个数读数据排序取中值据现场恢复排序 完成否？是设置数据区首址开 始返 回是否6.2数字滤波技术6.2.3算术平均值滤波所谓算术平均滤波就是把N个采样值相加，然后取其算术平均值作为本次有效的采样信号，即： 其中：N为采样次数；x(i)为第i次采样值；6.2数字滤波技术6.2.4加权平均值滤波在算
5、术平均滤波程序中，n次采样值在最后的结果中所占的比重是相等的，这样虽然消除了随机干扰，但有用信号的灵敏度也随之降低。为了提高滤波效果，将各个采样值取不同的比重，然后再相加求平均值，这种方法称为加权平均滤波。一个n项加权平均式为： 式中：Ci为各次采样值的系数项，它体现了各次采样值在平均值中所占的比例。6.3量程自动转换和标度变换6.3.1量程自动转换对不同量程的传感器输出信号，在进行AD转换之前常常需要进行量程调整。早期使用各种类型的变送器，如：温度变送器、压力变送器、位移变送器等。现在，一般使用（集成）可编程增益放大器（PGA）。PGA可通过计算机的设置调整PGA的放大倍数，使不同种类的传感
6、器输出信号调整为AD转换器的统一量程。（具体的PGA芯片-自学）6.3量程自动转换和标度变换6.3.2线性参数标度变换 对于一般的线性仪表而言，标度变换公式为：式中： A0：一次测量仪表下限； Am：一次测量仪表上限； Ax：实际测量值； N0：仪表下限所对应的数字量； Nm：仪表上限所对应的数字量； Nx：测量值所对应的数字量；6.3量程自动转换和标度变换为了简化程序设计，一般把被测参数的起点A0所对应的A/D转换值设定为0，即N0=0,这样上式可以改写为：如果仪表的下限A0=0，对应的N0=0，则上式可进一步简化为：6.3量程自动转换和标度变换例：某温度测量仪表的量程为100900,利用8031和ADC0809进行A/D转换。在某一时刻计算机采样并经过数字滤波后的的数字量为0CDH求此时对应的温度值是多少？（设仪表的量程是线性的）解：由式（3-7）可知，A0=100,Am=900,Nx=0CDH=(205)D,Nm=0FFH=(255)D,所以此时对应的温度为：
