模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括參數(shù)存儲單元、模式判斷單元、第一校準(zhǔn)單元以及第二校準(zhǔn)單元，其中：所述參數(shù)存儲單元，用于存儲用戶校準(zhǔn)參數(shù)和多組分別對應(yīng)不同增益范圍的出廠校準(zhǔn)參數(shù)；所述模式判斷單元，用于判斷當(dāng)前選擇的檢測規(guī)格是否滿足用戶校準(zhǔn)模式；第一校準(zhǔn)單元，用于選擇用戶校準(zhǔn)參數(shù)對待檢測的模擬量采樣值進行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值作為檢測結(jié)果輸出；所述第二校準(zhǔn)單元，用于根據(jù)采樣值所處的增益范圍選擇一組出廠校準(zhǔn)參數(shù)及使用選擇的出廠校準(zhǔn)參數(shù)對采樣值進行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值后作為檢測結(jié)果輸出。本發(fā)明還提供一種對應(yīng)的方法。本發(fā)明通過用戶校準(zhǔn)和出廠校準(zhǔn)相結(jié)合，可兼顧出廠校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和用戶校準(zhǔn)的實用性。
【專利說明】模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬量檢測領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]模擬量采集及控制系統(tǒng)廣泛運用在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是冶金、化工、機械加工、醫(yī)療設(shè)備和電力系統(tǒng)等。在這些領(lǐng)域，模擬量對測量或加工的影響非常明顯，模擬量采集及控制系統(tǒng)的好壞、運行性能的合適與否，直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、運行效率等。
[0003]并且，對于工業(yè)控制領(lǐng)域，例如醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)，對模擬量精度的具有較高要求，而且這些行業(yè)多采用多通道模擬量采集。但這些行業(yè)對模擬量采集的精度大多停留在0.3%左右，且這些行業(yè)或是直接采用MCU中的模擬量檢測通道或是選擇一款低精度的ADC芯片實現(xiàn)精度控制。
[0004]模擬量校準(zhǔn)是實現(xiàn)模擬量高精度采集的必要手段，目前工業(yè)控制領(lǐng)域多采用以下3種校準(zhǔn)方式:
[0005](1)采用內(nèi)部PGA (可編程增益放大器)校準(zhǔn)，例如采用本身具有校準(zhǔn)功能的PGA或集成的ADC。但該方式只針對內(nèi)部PGA進行校準(zhǔn)，而無法對產(chǎn)生精度誤差的其他因素進行校準(zhǔn)，所以這種校準(zhǔn)方式很難能保證精度。
[0006](2)根據(jù)內(nèi)部基準(zhǔn)源進行實時校準(zhǔn)。但該種方式同樣只針對內(nèi)部PGA進行校準(zhǔn)，而無法對產(chǎn)生精度誤差的其他因素進行校準(zhǔn)。
[0007](3)出廠前對設(shè)備進行單增益校準(zhǔn)。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(zhǔn)，但這種校準(zhǔn)方式步驟繁瑣，校準(zhǔn)時間長，經(jīng)常在校準(zhǔn)過程中發(fā)生校準(zhǔn)意外并導(dǎo)致產(chǎn)品失靈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述模擬量檢測精度不足或校準(zhǔn)時間長的問題，提供一種模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括參數(shù)存儲單元、模式判斷單元、第一校準(zhǔn)單元以及第二校準(zhǔn)單元，其中:所述參數(shù)存儲單元，用于存儲用戶校準(zhǔn)參數(shù)和多組分別對應(yīng)不同增益范圍的出廠校準(zhǔn)參數(shù)；所述模式判斷單元，用于判斷當(dāng)前選擇的檢測規(guī)格是否滿足用戶校準(zhǔn)模式；第一校準(zhǔn)單元，用于在所述模式判斷單元確認(rèn)滿足用戶校準(zhǔn)模式時，選擇用戶校準(zhǔn)參數(shù)對待檢測的模擬量采樣值進行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值作為檢測結(jié)果輸出；所述第二校準(zhǔn)單元，用于在所述模式判斷單元確認(rèn)不滿足用戶校準(zhǔn)模式時根據(jù)采樣值所處的增益范圍選擇一組對應(yīng)的出廠校準(zhǔn)參數(shù)及使用所述選擇的出廠校準(zhǔn)參數(shù)對采樣值進行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值后作為檢測結(jié)果輸出。
[0011]在本發(fā)明所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括用戶參數(shù)創(chuàng)建單元，用于根據(jù)用戶輸入生成用戶校準(zhǔn)參數(shù)并存儲到參數(shù)存儲單元；所述模式判斷單元在用戶校準(zhǔn)模式被開啟且所述參數(shù)存儲單元中存在與當(dāng)前檢測規(guī)格對應(yīng)的用戶校準(zhǔn)參數(shù)時確認(rèn)當(dāng)前檢測規(guī)格滿足用戶校準(zhǔn)模式。
[0012]在本發(fā)明所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)中，每一組出廠校準(zhǔn)參數(shù)包括零點采樣值、正量程點采樣值和負(fù)量程點采樣值；所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括出廠參數(shù)創(chuàng)建單元，用于分別獲得多個增益范圍內(nèi)的零點采樣值、正量程點采樣值和負(fù)量程點采樣值并存儲到參數(shù)存儲單元。
[0013]在本發(fā)明所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述第二校準(zhǔn)單元包括參數(shù)選擇子單元、公式選擇子單元，其中所述參數(shù)選擇子單元，用于根據(jù)采樣值所處的增益范圍選擇一組對應(yīng)的出廠校準(zhǔn)參數(shù)；所述公式選擇子單元，用于在所述采樣值大于或等于零點采樣值時使用正向偏移公式對所述采樣值進行校準(zhǔn)、在所述采樣值小于零點采樣值時使用負(fù)向偏移公式對所述采樣值進行校準(zhǔn)。
[0014]在本發(fā)明所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述正量程點為90%增益點、所述負(fù)量程點為-90%增益點；
[0015]所述正向偏移公式=
【權(quán)利要求】
1.一種模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于:包括參數(shù)存儲單元、模式判斷單元、第一校準(zhǔn)單元以及第二校準(zhǔn)單元，其中:所述參數(shù)存儲單元，用于存儲用戶校準(zhǔn)參數(shù)和多組分別對應(yīng)不同增益范圍的出廠校準(zhǔn)參數(shù)；所述模式判斷單元，用于判斷當(dāng)前選擇的檢測規(guī)格是否滿足用戶校準(zhǔn)模式；第一校準(zhǔn)單元，用于在所述模式判斷單元確認(rèn)滿足用戶校準(zhǔn)模式時，選擇用戶校準(zhǔn)參數(shù)對待檢測的模擬量采樣值進行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值作為檢測結(jié)果輸出；所述第二校準(zhǔn)單元，用于在所述模式判斷單元確認(rèn)不滿足用戶校準(zhǔn)模式時根據(jù)采樣值所處的增益范圍選擇一組對應(yīng)的出廠校準(zhǔn)參數(shù)及使用所述選擇的出廠校準(zhǔn)參數(shù)對采樣值進行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值后作為檢測結(jié)果輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于:所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括用戶參數(shù)創(chuàng)建單元，用于根據(jù)用戶輸入生成用戶校準(zhǔn)參數(shù)并存儲到參數(shù)存儲單元；所述模式判斷單元在用戶校準(zhǔn)模式被開啟且所述參數(shù)存儲單元中存在與當(dāng)前檢測規(guī)格對應(yīng)的用戶校準(zhǔn)參數(shù)時確認(rèn)當(dāng)前檢測規(guī)格滿足用戶校準(zhǔn)模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于:每一組出廠校準(zhǔn)參數(shù)包括零點采樣值、正量程點采樣值和負(fù)量程點采樣值；所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括出廠參數(shù)創(chuàng)建單元，用于分別獲得多個增益范圍內(nèi)的零點采樣值、正量程點采樣值和負(fù)量程點采樣值并存儲到參數(shù)存儲單兀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于:所述第二校準(zhǔn)單元包括參數(shù)選擇子單元、公式選擇子單元，其中所述參數(shù)選擇子單元，用于根據(jù)采樣值所處的增益范圍選擇一組對應(yīng)的出廠校準(zhǔn)參數(shù)；所述公式選擇子單元，用于在所述采樣值大于或等于零點采樣值時使用正向偏移公式對所述采樣值進行校準(zhǔn)、在所述采樣值小于零點采樣值時使用負(fù)向偏移公式對所述采樣值進行校準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬量校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于:所述正量程點為90%增益點、所述負(fù)量程點為-90%增益點 ；所述正向偏移公式為々卜所述負(fù)向偏移公示為—其中Y為校準(zhǔn)值，Y1、Y2為當(dāng)前采樣值，NegSamp為正量程點采樣值，MidSamp為零點采樣值，PosSamp為負(fù)量程點采樣值，a為最大檢測結(jié)果。
6.一種模擬量校準(zhǔn)方法，其特征在于:包括以下步驟:(a)讀取待檢測的模擬量采樣值并讀取用戶選擇的檢測規(guī)格；(b)判斷當(dāng)前檢測規(guī)格是否滿足用戶校準(zhǔn)模式，若是則執(zhí)行步驟(c)，否則執(zhí)行步驟(d)；(c)選擇用戶校準(zhǔn)參數(shù)對所述采樣值校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值作為檢測結(jié)果輸出；(d)根據(jù)采樣值所處的增益范圍選擇一組對應(yīng)的出廠校準(zhǔn)參數(shù)及使用選擇的出廠校準(zhǔn)參數(shù)對采樣值校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的值作為檢測結(jié)果輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬量校準(zhǔn)方法，其特征在于:在所述步驟(a)之前包括:根據(jù)用戶輸入生成用戶校準(zhǔn)參數(shù)并存儲；所述步驟(b)中，在用戶校準(zhǔn)模式被開啟且當(dāng)前檢測規(guī)格下存在用戶校準(zhǔn)參數(shù)時確認(rèn)當(dāng)前檢測規(guī)格滿足用戶校準(zhǔn)模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬量校準(zhǔn)方法，其特征在于:每一組出廠校準(zhǔn)參數(shù)包括零點采樣值、正量程點采樣值和負(fù)量程點采樣值；所述步驟(a)之前包括分別獲得多個增益范圍內(nèi)的零點采樣值、正量程點采樣值和負(fù)量程點采樣值并存儲。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬量校準(zhǔn)方法，其特征在于:所述步驟(d)中使用選擇的出廠校準(zhǔn)參數(shù)對采樣值校準(zhǔn)步驟包括:(dl)判斷所述采樣值是否大于零點采樣值，若大于或等于零點采樣值則執(zhí)行步驟(d2)，否則執(zhí)行步驟(d3)；(d2)使用正向偏移公式對所述采樣值進行校準(zhǔn)；(d3)使用負(fù)向偏移公式對所述采樣值進行校準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬量校準(zhǔn)方法，其特征在于:所述正量程點為90%增益點、所述負(fù)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(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】閆超 申請人:深圳市匯川控制技術(shù)有限公司