專利名稱：提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法。
背景技術(shù)：
近幾年，隨著人們安全意識(shí)的提高、相關(guān)法律法規(guī)的完善和對(duì)自動(dòng)控制要求的提高，以及對(duì)發(fā)展安全、快速、靈敏的氣體檢測(cè)手段的需求越來越迫切，傳統(tǒng)的氣體測(cè)量技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要；于是，基于紅外吸收原理的傳感器得到了一個(gè)快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，與傳統(tǒng)的化學(xué)類傳感器相比，紅外傳感器 具有使用壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)，抗中毒等優(yōu)點(diǎn)。但是，化學(xué)類傳感器與紅外傳感器都存在著響應(yīng)時(shí)間慢的問題，而影響傳感器響應(yīng)時(shí)間的因素有兩個(gè)一是傳感器結(jié)構(gòu)，二是微處理器的算法；采用濾波函數(shù)算法的測(cè)量值是平均測(cè)量值，傳感器采樣精度高，但是響應(yīng)時(shí)間慢；不采用濾波函數(shù)算法的測(cè)量值是瞬時(shí)測(cè)量值，傳感器響應(yīng)時(shí)間快，但是采樣精度低。為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)、響應(yīng)時(shí)間快、采樣精度高、穩(wěn)定性高、適用范圍寬的提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法，它包括以下步驟
步驟I、微處理器不斷讀取傳感器的原始采樣數(shù)據(jù)，得到與每一個(gè)原始采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始測(cè)量值；
步驟2、微處理器依時(shí)間順序每得到一組原始測(cè)量值，便通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)該組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與該組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的平均測(cè)量值；
其中，每組原始測(cè)量值包括m個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值，且前后兩組原始測(cè)量值之間依時(shí)間順序向后相錯(cuò)η個(gè)原始測(cè)量值，即，第j+Ι組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后一個(gè)原始測(cè)量值分別是η_η+1、TJn+2,…Tirtl+ TJn+ffl,與第j+1組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的平均測(cè)量值是第j+Ι個(gè)平均測(cè)量值TPJ+1 ；
步驟3、微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出
如果 Tjn+1〈 TJn+2〈…〈Tjn+u-丨〈TJn+m 且 O〈 Tjn+m-TPj+1〈 al，或者，如果 Tjn+1〉TJn+2>吣> Tjlrtrl > TJn+m且0 < TPj+1-Tjn+m < al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TPj+1作為傳感器在第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間\+1下的最終測(cè)量值輸出；
反之，微處理器將原始測(cè)量值Tirtl作為傳感器在第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間\_+1下的最終測(cè)量值輸出；
其中，j是O或自然數(shù)，m是不小于2的自然數(shù)，η是不大于m的自然數(shù)，al是微處理器
預(yù)設(shè)值。
本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，具體的說，該方法通過判斷測(cè)量值的變化趨勢(shì)，將原始測(cè)量值與平均測(cè)量值結(jié)合使用，以此來提高傳感器的響應(yīng)時(shí)間，并在提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的同時(shí)，也保證了輸出的測(cè)量值更接近于理想的準(zhǔn)確值；該方法具有簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)、響應(yīng)時(shí)間快、采樣精度高、穩(wěn)定性高、適用范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。一種提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法，它包括以下步驟
步驟I、微處理器不斷讀取傳感器的原始采樣數(shù)據(jù)，得到與每一個(gè)原始采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始測(cè)量值；
步驟2、微處理器依時(shí)間順序每得到一組原始測(cè)量值，便通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)該組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與該組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的平均測(cè)量值；
其中，每組原始測(cè)量值包括m個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值，且前后兩組原始測(cè)量值之間依時(shí)間順序向后相錯(cuò)η個(gè)原始測(cè)量值，即，第j+Ι組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后一個(gè)原始測(cè)量值分別是U-…、!^m，與第j+Ι組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的平均測(cè)量值是第j+Ι個(gè)平均測(cè)量值TPJ+1 ；
步驟3、微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出
如果 Tjn+1〈 TJn+2〈…〈Tjn+u-丨〈TJn+m 且 O〈 Tjn+m-TPj+1〈 al，或者，如果 Tjn+1〉TJn+2>吣> Tjlrtrl > TJn+m且0 < TPj+1-Tjn+m < al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TPj+1作為傳感器在第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間\+1下的最終測(cè)量值輸出；
反之，微處理器將原始測(cè)量值Tirtl作為傳感器在第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間\_+1下的最終測(cè)量值輸出；
其中，j是O或自然數(shù)，m是不小于2的自然數(shù)，η是不大于m的自然數(shù)，al是微處理器
預(yù)設(shè)值。為了便于理解，該提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法也可以是這樣的，S卩，它包括以下步驟
步驟I、微處理器不斷讀取傳感器的原始采樣數(shù)據(jù)，得到與每一個(gè)原始采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始測(cè)量值；
步驟2、一旦微處理器得到第一組原始測(cè)量值，便立即通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)第一組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與第一組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的第一個(gè)平均測(cè)量值TP1 ;其中，每組原始測(cè)量值包括m個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值，即第一組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后一個(gè)原始測(cè)量值分別是!\、T2、…IfflYTm ;在此步驟中，顯然，j取值應(yīng)該是O ;
然后，微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出
如果 T1 < T2 <-< Tnri < 1'111且0 < Tm-TP1 < al，或者，如果 T1 > T2 >-> Tnrl > Tm且O < TP1-Tm < al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TP1作為傳感器在第I個(gè)響應(yīng)時(shí)間h下的最終測(cè)量值輸出；
反之，微處理器將原始測(cè)量值Tm作為傳感器在第I個(gè)響應(yīng)時(shí)間h下的最終測(cè)量值輸
出；
步驟3、一旦微處理器得到第二組原始測(cè)量值，便立即通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)第二組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與第二組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的第二個(gè)平均測(cè)量值TP2;其中，每組原始測(cè)量值包括m個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值且前后兩組原始測(cè)量值之間依時(shí)間順序向后相錯(cuò)η個(gè)原始測(cè)量值，即第二組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后一個(gè)原始測(cè)量值分別是Τη+1、Τη+2、…Tlrtl+ Tn+m ;在此步驟中，顯然，j取值應(yīng)該是I ;
然后，微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出
如果 Tlri < Τη+2 <一< Tlrtri < Tn+m 且 O < Tn+m-TP2 < al，或者，如果 Tlri > Tn+2 >一>Tn^1 > Tn+m且O < TP2-Tn+m < al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TP2作為傳感器在第2個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值輸出；
反之，微處理器將原始測(cè)量值Tn+m作為傳感器在第2個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值輸
出；
步驟4、與步驟3的原理相同，依此，輸出第3個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值，然后，依此繼續(xù)，輸出第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間\+1下的最終測(cè)量值；其中，m是不小于2的自然數(shù)，η是不大于m的自然數(shù)，al是微處理器預(yù)設(shè)值。為了更進(jìn)一步的便于理解，在本實(shí)施例中，設(shè)定m為4，η為2，則該提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法包括以下步驟
步驟I、微處理器不斷讀取傳感器的原始采樣數(shù)據(jù)，得到與每一個(gè)原始采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始測(cè)量值；
步驟2、一旦微處理器得到第一組原始測(cè)量值，便立即通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)第一組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與第一組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的第一個(gè)平均測(cè)量值TP1 ;其中，每組原始測(cè)量值包括4個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值，即第一組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后一個(gè)原始測(cè)量值分別是TpTyTp T4 ;在此步驟中，顯然，j取值應(yīng)該是O ;
然后，微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出
如果 T1 < T2 < T3 < T4 且 O < T4-TP1 < al，或者，如果 T1 > T2 > T3 > T4 且 O < TP1-T4
<al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TP1作為傳感器在第I個(gè)響應(yīng)時(shí)間h下的最終測(cè)量值輸出；
反之，微處理器將原始測(cè)量值T4作為傳感器在第I個(gè)響應(yīng)時(shí)間下的最終測(cè)量值輸
出；
步驟3、一旦微處理器得到第二組原始測(cè)量值，便立即通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)第二組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與第二組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的第二個(gè)平均測(cè)量值TP2 ;其中，每組原始測(cè)量值包括4個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值且前后兩組原始測(cè)量值之間依時(shí)間順序向后相錯(cuò)2個(gè)原始測(cè)量值，即第二組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后一個(gè)原始測(cè)量值分別是T3、T4、T5、T6 ;在此步驟中，顯然，j取值應(yīng)該是I ;
然后，微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出
如果 T3 < T4 < T5 < T6 且 O < T6-TP2 < al，或者，如果 T3 > T4 > T5 > T6 且 O < TP2-T6
<al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TP2作為傳感器在第2個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值輸出；
反之，微處理器將原始測(cè)量值T6作為傳感器在第2個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值輸
出；
步驟4、與步驟3的原理相同，依此，輸出第3個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值，然后，依此繼續(xù)，輸出第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間h+1下的最終測(cè)量值；其中，al是微處理器預(yù)設(shè)值。由本發(fā)明不難看出，如果微處理器每得到一個(gè)原始測(cè)量值需要的響應(yīng)時(shí)間是T0，則得到第j+Ι個(gè)響應(yīng)時(shí)間\+1下的最終測(cè)量值所需要的時(shí)間，應(yīng)該等于得到第j+Ι組原始測(cè)量值的最后一個(gè)原始測(cè)量值所需要的時(shí)間，即(jn+m)* TO ;換言之，得到第I個(gè)響應(yīng)時(shí)間h下的最終測(cè)量值所需要的時(shí)間取決于m值的大小，得到第I個(gè)之后的響應(yīng)時(shí)間下的最終測(cè)量值所需要的時(shí)間取決于j、m、n值的大小。由本實(shí)施例不難看出，得到第I個(gè)響應(yīng)時(shí)間h下的最終測(cè)量值所需要的時(shí)間是4*T0，得到第2個(gè)響應(yīng)時(shí)間t2下的最終測(cè)量值所需要的時(shí)間是6*T0，即取決于j、m、n值的大小。進(jìn)一步的說，m、η值的選取，即決定了傳感器的響應(yīng)時(shí)間，又牽涉到最終測(cè)量值的穩(wěn)定性，二者相互制約，因此，為了達(dá)到理想的效果 ，m、η值的選取，應(yīng)結(jié)合具體傳感器及具體電路而定，而且，不難看出，根據(jù)有限次的試驗(yàn)，完全可以得到理想的m、η值。基于所述，需要特別說明的是，在其它實(shí)施例中，m、n的取值也可以是其它自然數(shù)。該方法通過判斷測(cè)量值的變化趨勢(shì)，既可提高傳感器的響應(yīng)時(shí)間，又可保證傳感器測(cè)量值的穩(wěn)定性。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟I、微處理器不斷讀取傳感器的原始采樣數(shù)據(jù)，得到與每ー個(gè)原始采樣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的原始測(cè)量值；步驟2、微處理器依時(shí)間順序每得到ー組原始測(cè)量值，便通過常規(guī)濾波函數(shù)算法對(duì)該組原始測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，并得到與該組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的平均測(cè)量值；其中，每組原始測(cè)量值包括m個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值，且前后兩組原始測(cè)量值之間依時(shí)間順序向后相錯(cuò)n個(gè)原始測(cè)量值，即，第j+1組原始測(cè)量值的第一個(gè)至最后ー個(gè)原始測(cè)量值分別是Tjn+1、TJn+2、…TjlrtriJjlrtl，與第j+1組原始測(cè)量值對(duì)應(yīng)的平均測(cè)量值是第j+1個(gè)平均測(cè)量值TPJ+1 ；步驟3、微處理器依據(jù)如下判斷結(jié)果進(jìn)行輸出如果Tjn+1 < TJn+2 く…く Tirtri < TJn+m且O< TJn+m-TPJ+1 < al，或者，如果な+丨 > TJn+2 ン…〉T加+H > TJn+m 且 O く TPJ+1-な+m < al，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TPj+1作為傳感器在第j+1個(gè)響應(yīng)時(shí)間tj+1下的最終測(cè)量值輸出；反之，微處理器將原始測(cè)量值作為傳感器在第j+1個(gè)響應(yīng)時(shí)間も+1下的最終測(cè)量值輸出；其中，j是O或自然數(shù)，m是不小于2的自然數(shù)，n是不大于m的自然數(shù)，al是微處理器預(yù)設(shè)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高傳感器響應(yīng)時(shí)間的方法，它包括微處理器依每得到一組原始測(cè)量值，便計(jì)算其平均測(cè)量值；每組原始測(cè)量值包括m個(gè)依時(shí)間順序得到的原始測(cè)量值，且前后兩組原始測(cè)量值之間依時(shí)間順序向后相錯(cuò)n個(gè)原始測(cè)量值；如果Tjn+1＜Tjn+2＜…＜Tjn+m-1＜Tjn+m且0＜Tjn+m-TPj+1＜a1，或者，如果Tjn+1＞Tjn+2＞…＞Tjn+m-1＞Tjn+m且0＜TPj+1-Tjn+m＜a1，則微處理器將輸出平均測(cè)量值TPj+1作為傳感器在第j+1個(gè)響應(yīng)時(shí)間tj+1下的最終測(cè)量值輸出；反之，將原始測(cè)量值Tjn+m輸出。該方法響應(yīng)時(shí)間快、采樣精度穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)G01D18/00GK102818588SQ20121026716
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者張志廣, 王書潛, 趙云祥, 連金鋒, 祁澤剛, 張青云 申請(qǐng)人:河南漢威電子股份有限公司