
想必测试行业的同仁们都知道,对于设备上的模拟量传感器,必须进行第三方的校准才能正式投入使用。我们常用的模拟量传感器,如压力、温度、流量和位移等,实际上大多属于线性传感器。这些传感器在出厂前,厂家已经进行了标定工作。这些标定工作主要采用的方法是多段线性修。
下面通过图文进行说明:
设想一个采样系统,其AD部分可以获取数字量,对应的物理量为电压或其他量。
① 在“零点”标定一个AD值点Xmin,在“最大值”处标定一个AD值点Xmax。根据“两点决定一条直线”的原理,我们可以得到一条连接零点和最大值点的直线。这条直线的斜率k容易求得,然后代入直线方程,可以计算出每一个AD采样值X所对应的物理量(例如电压值)。
图1展示如下:
图1中的斜率k计算公式为:
k =(Ymax-Ymin)/(Xmax-Xmin)
由于第一点是“零点”,所以Ymin = 0。
图1中任意一个AD值Xad对应的物理量y的计算公式为:
y = k×(Xad- Xmin)
② 以上的算法只是在“零点”和“最大点”之间进行了标定,如果仅使用这两个点的AD采样值来进行计算,对应的物理量误差会较大。为了解决这个问题,我们需要增加更多的标定点。
如图2所示,我们插入了(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)四个标定点。
图2展示如下:
这样一来,我们得到的就不再是一条直线,而是一条分段处理的“折线”。如果我们想求解落在x1和x2之间某一点Xad值对应的电压值,可以使用以下公式:
y = k×(Xad– X1)+ y1
由此可见,中间插入的“标定点”越多,我们得到的物理量的“精度”就越高。
