模擬量校準系統及方法
2023-10-08 23:34:19 4
模擬量校準系統及方法
【專利摘要】本發明提供了一種模擬量校準系統，包括參數存儲單元、模式判斷單元、第一校準單元以及第二校準單元，其中：所述參數存儲單元，用於存儲用戶校準參數和多組分別對應不同增益範圍的出廠校準參數；所述模式判斷單元，用於判斷當前選擇的檢測規格是否滿足用戶校準模式；第一校準單元，用於選擇用戶校準參數對待檢測的模擬量採樣值進行校準，並將校準後的值作為檢測結果輸出；所述第二校準單元，用於根據採樣值所處的增益範圍選擇一組出廠校準參數及使用選擇的出廠校準參數對採樣值進行校準，並將校準後的值後作為檢測結果輸出。本發明還提供一種對應的方法。本發明通過用戶校準和出廠校準相結合，可兼顧出廠校準的準確性和用戶校準的實用性。
【專利說明】模擬量校準系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及模擬量檢測領域，更具體地說，涉及一種模擬量校準系統及方法。
【背景技術】
[0002]模擬量採集及控制系統廣泛運用在工業控制的各個領域，尤其是冶金、化工、機械加工、醫療設備和電力系統等。在這些領域，模擬量對測量或加工的影響非常明顯，模擬量採集及控制系統的好壞、運行性能的合適與否，直接影響到產品質量、運行效率等。
[0003]並且，對於工業控制領域，例如醫療設備等行業，對模擬量精度的具有較高要求，而且這些行業多採用多通道模擬量採集。但這些行業對模擬量採集的精度大多停留在0.3%左右，且這些行業或是直接採用MCU中的模擬量檢測通道或是選擇一款低精度的ADC晶片實現精度控制。
[0004]模擬量校準是實現模擬量高精度採集的必要手段，目前工業控制領域多採用以下3種校準方式:
[0005](1)採用內部PGA (可編程增益放大器)校準，例如採用本身具有校準功能的PGA或集成的ADC。但該方式只針對內部PGA進行校準，而無法對產生精度誤差的其他因素進行校準，所以這種校準方式很難能保證精度。
[0006](2)根據內部基準源進行實時校準。但該種方式同樣只針對內部PGA進行校準，而無法對產生精度誤差的其他因素進行校準。
[0007](3)出廠前對設備進行單增益校準。該方式雖然保證了模擬量檢測的線性度，但為了提高效率只選擇一個增益，因此大大降低了檢測精度。
[0008]此外，為了單一提高精度也可以選擇針對每個通道每個增益單獨校準，但這種校準方式步驟繁瑣，校準時間長，經常在校準過程中發生校準意外並導致產品失靈。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題在於，針對上述模擬量檢測精度不足或校準時間長的問題，提供一種模擬量校準系統及方法。
[0010]本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種模擬量校準系統，包括參數存儲單元、模式判斷單元、第一校準單元以及第二校準單元，其中:所述參數存儲單元，用於存儲用戶校準參數和多組分別對應不同增益範圍的出廠校準參數；所述模式判斷單元，用於判斷當前選擇的檢測規格是否滿足用戶校準模式；第一校準單元，用於在所述模式判斷單元確認滿足用戶校準模式時，選擇用戶校準參數對待檢測的模擬量採樣值進行校準，並將校準後的值作為檢測結果輸出；所述第二校準單元，用於在所述模式判斷單元確認不滿足用戶校準模式時根據採樣值所處的增益範圍選擇一組對應的出廠校準參數及使用所述選擇的出廠校準參數對採樣值進行校準，並將校準後的值後作為檢測結果輸出。
[0011]在本發明所述的模擬量校準系統中，所述校準系統包括用戶參數創建單元，用於根據用戶輸入生成用戶校準參數並存儲到參數存儲單元；所述模式判斷單元在用戶校準模式被開啟且所述參數存儲單元中存在與當前檢測規格對應的用戶校準參數時確認當前檢測規格滿足用戶校準模式。
[0012]在本發明所述的模擬量校準系統中，每一組出廠校準參數包括零點採樣值、正量程點採樣值和負量程點採樣值；所述校準系統包括出廠參數創建單元，用於分別獲得多個增益範圍內的零點採樣值、正量程點採樣值和負量程點採樣值並存儲到參數存儲單元。
[0013]在本發明所述的模擬量校準系統中，所述第二校準單元包括參數選擇子單元、公式選擇子單元，其中所述參數選擇子單元，用於根據採樣值所處的增益範圍選擇一組對應的出廠校準參數；所述公式選擇子單元，用於在所述採樣值大於或等於零點採樣值時使用正向偏移公式對所述採樣值進行校準、在所述採樣值小於零點採樣值時使用負向偏移公式對所述採樣值進行校準。
[0014]在本發明所述的模擬量校準系統中，所述正量程點為90%增益點、所述負量程點為-90%增益點；
[0015]所述正向偏移公式=
【權利要求】
1.一種模擬量校準系統，其特徵在於:包括參數存儲單元、模式判斷單元、第一校準單元以及第二校準單元，其中:所述參數存儲單元，用於存儲用戶校準參數和多組分別對應不同增益範圍的出廠校準參數；所述模式判斷單元，用於判斷當前選擇的檢測規格是否滿足用戶校準模式；第一校準單元，用於在所述模式判斷單元確認滿足用戶校準模式時，選擇用戶校準參數對待檢測的模擬量採樣值進行校準，並將校準後的值作為檢測結果輸出；所述第二校準單元，用於在所述模式判斷單元確認不滿足用戶校準模式時根據採樣值所處的增益範圍選擇一組對應的出廠校準參數及使用所述選擇的出廠校準參數對採樣值進行校準，並將校準後的值後作為檢測結果輸出。
2.根據權利要求1所述的模擬量校準系統，其特徵在於:所述校準系統包括用戶參數創建單元，用於根據用戶輸入生成用戶校準參數並存儲到參數存儲單元；所述模式判斷單元在用戶校準模式被開啟且所述參數存儲單元中存在與當前檢測規格對應的用戶校準參數時確認當前檢測規格滿足用戶校準模式。
3.根據權利要求1所述的模擬量校準系統，其特徵在於:每一組出廠校準參數包括零點採樣值、正量程點採樣值和負量程點採樣值；所述校準系統包括出廠參數創建單元，用於分別獲得多個增益範圍內的零點採樣值、正量程點採樣值和負量程點採樣值並存儲到參數存儲單兀。
4.根據權利要求3所述的模擬量校準系統，其特徵在於:所述第二校準單元包括參數選擇子單元、公式選擇子單元，其中所述參數選擇子單元，用於根據採樣值所處的增益範圍選擇一組對應的出廠校準參數；所述公式選擇子單元，用於在所述採樣值大於或等於零點採樣值時使用正向偏移公式對所述採樣值進行校準、在所述採樣值小於零點採樣值時使用負向偏移公式對所述採樣值進行校準。
5.根據權利要求4所述的模擬量校準系統，其特徵在於:所述正量程點為90%增益點、所述負量程點為-90%增益點 ；所述正向偏移公式為々卜所述負向偏移公示為—其中Y為校準值，Y1、Y2為當前採樣值，NegSamp為正量程點採樣值，MidSamp為零點採樣值，PosSamp為負量程點採樣值，a為最大檢測結果。
6.一種模擬量校準方法，其特徵在於:包括以下步驟:(a)讀取待檢測的模擬量採樣值並讀取用戶選擇的檢測規格；(b)判斷當前檢測規格是否滿足用戶校準模式，若是則執行步驟(c)，否則執行步驟(d)；(c)選擇用戶校準參數對所述採樣值校準，並將校準後的值作為檢測結果輸出；(d)根據採樣值所處的增益範圍選擇一組對應的出廠校準參數及使用選擇的出廠校準參數對採樣值校準，並將校準後的值作為檢測結果輸出。
7.根據權利要求6所述的模擬量校準方法，其特徵在於:在所述步驟(a)之前包括:根據用戶輸入生成用戶校準參數並存儲；所述步驟(b)中，在用戶校準模式被開啟且當前檢測規格下存在用戶校準參數時確認當前檢測規格滿足用戶校準模式。
8.根據權利要求6所述的模擬量校準方法，其特徵在於:每一組出廠校準參數包括零點採樣值、正量程點採樣值和負量程點採樣值；所述步驟(a)之前包括分別獲得多個增益範圍內的零點採樣值、正量程點採樣值和負量程點採樣值並存儲。
9.根據權利要求8所述的模擬量校準方法，其特徵在於:所述步驟(d)中使用選擇的出廠校準參數對採樣值校準步驟包括:(dl)判斷所述採樣值是否大於零點採樣值，若大於或等於零點採樣值則執行步驟(d2)，否則執行步驟(d3)；(d2)使用正向偏移公式對所述採樣值進行校準；(d3)使用負向偏移公式對所述採樣值進行校準。
10.根據權利要求9所述的模擬量校準方法，其特徵在於:所述正量程點為90%增益點、所述負量程點為-90%增益點，所述正向偏移公式為：
【文檔編號】G01D18/00GK103644933SQ201310692164
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】閆超 申請人:深圳市匯川控制技術有限公司