一種電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)一條標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和一條待測(cè)模擬量通道輸入同頻同幅一低頻信號(hào)，通過(guò)分別對(duì)兩條通道的輸出信號(hào)進(jìn)行同步采樣，并將采樣結(jié)果組成二維點(diǎn)集，通過(guò)對(duì)該點(diǎn)集進(jìn)行非線性誤差分析和線性回歸分析，得到待測(cè)模擬量通道的線性非線性特性信息；有益效果是，對(duì)輸入的源信號(hào)要求低、分析結(jié)果直觀全面精確、分析速度快、利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化批量化等特點(diǎn)，任意大規(guī)模的系統(tǒng)都只需一條標(biāo)準(zhǔn)通道，所有環(huán)節(jié)控制和數(shù)據(jù)處理均可由計(jì)算機(jī)完成無(wú)需任何人為干預(yù)，易于集成大型的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子電器部件的檢測(cè)方法；特別是涉及一種電子電器部件的模擬量檢測(cè)通道及傳感器線性非線性特性檢測(cè)方法，尤其適用于模擬信號(hào)檢測(cè)和線性傳感器檢測(cè)的相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的各種儀器設(shè)備經(jīng)常要對(duì)電壓、電流、溫度、壓力、流量等模擬量信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，作為系統(tǒng)控制的依據(jù)。在這種情形下，模擬量檢測(cè)的精確程度將直接影響系統(tǒng)的控制性能。決定模擬量檢測(cè)精確與否的兩個(gè)主要原因，是傳感器的性能和對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行采樣、整形的處理電路的性能，即，模擬量檢測(cè)通道的性能。
[0003]對(duì)于傳感器而言，最重要的就是保證輸入、輸出的線性特性良好，然而，由于材料或者電子器件的非線性，以及，加工過(guò)程中一些不可控的工藝缺陷，通常會(huì)使傳感器的輸入、輸出特性出現(xiàn)一定的非線性和線性誤差，這就要求傳感器出廠時(shí)，以及，用戶使用時(shí)，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其線性非線性特性做詳細(xì)的檢驗(yàn)。
[0004]同樣，對(duì)于模擬量檢測(cè)通道而言，保證通道的輸入、輸出具有良好的線性特性無(wú)疑也是最重要的，然而，由于通道電路當(dāng)中的某些電子器件的非線性，以及，阻容等器件的精度誤差，通常也會(huì)導(dǎo)致通道產(chǎn)生一定的非線性和線性誤差，因此，必須及時(shí)地對(duì)通道的線性非線性特性進(jìn)行檢測(cè)和誤差校正。
[0005]目前，對(duì)于傳感器的特性檢驗(yàn)，通常是加額定輸入信號(hào)或者幾個(gè)代表性的輸入信號(hào)，然后，檢測(cè)輸出信號(hào)與理論值的誤差，這樣的檢測(cè)方法，只能檢測(cè)到額定輸入點(diǎn)，或者，有限幾個(gè)輸入點(diǎn)的偏差，并不能完全準(zhǔn)確的反應(yīng)額定范圍內(nèi)所有區(qū)間的輸入、輸出特性，而且，該方案對(duì)輸入信號(hào)精度及輸出信號(hào)檢測(cè)設(shè)備精度要求很高，并且，如果是多點(diǎn)檢測(cè)的情形，則需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于模擬量檢測(cè)通道的特性檢測(cè)方法，主要是輸入端通過(guò)信號(hào)源分別加不同幅值的標(biāo)準(zhǔn)的直流信號(hào)，然后，檢測(cè)相應(yīng)的輸出信號(hào)，將輸入、輸出值進(jìn)行描點(diǎn)，然后，考察該通道的線性特性，通常描點(diǎn)的取樣點(diǎn)數(shù)為5點(diǎn)或者10點(diǎn)，最多不超過(guò)20點(diǎn)。該方案基本上可以反映通道的線性與非線性特性，但是，由于取樣點(diǎn)數(shù)的有限性，因而，描繪出的輸入、輸出曲線比較粗糙且精度較低。另外，對(duì)輸入信號(hào)和檢測(cè)設(shè)備精度的要求也很高，操作繁鎖，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、批量化檢測(cè)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，包括以下步驟；
[0009]步驟一、模擬量檢測(cè)通道的建立；模擬量檢測(cè)通道，包括，低頻信號(hào)源、標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和待測(cè)模擬量通道，所述低頻信號(hào)源在標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和待測(cè)模擬量通道的輸入端，分別同步輸入同頻同幅的低頻交流信號(hào)；
[0010]步驟二、微控制器的建立；微控制器，包括，數(shù)據(jù)同步采集、A/D轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊接口，所述微控制器，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和待測(cè)模擬量通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片對(duì)同步采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)通訊接口與計(jì)算機(jī)交互，傳遞數(shù)據(jù)與控制信息；
[0011]步驟三、計(jì)算機(jī)一方面通過(guò)通訊接口控制微控制器的采樣，另一方面對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得出測(cè)試結(jié)果并輸出。
[0012]所述步驟一中標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道的數(shù)量為I個(gè)，待測(cè)模擬量通道的數(shù)量為η個(gè)(η為正整數(shù))。
[0013]所述步驟三中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理過(guò)程，包括以下步驟；
[0014]步驟一、將采樣數(shù)據(jù)組成二維點(diǎn)集，設(shè)時(shí)刻Ti (i = l,2,3-n),f0(t)和fM(t)的采樣值分別為L(zhǎng)(Ti)和G(Ti),則點(diǎn)(L(Ti) ,G(Ti))是L和匕構(gòu)成的二維平面內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)，所有的點(diǎn)(L(Ti) ,G(Ti)) (n = 1,2,3...)組成了一個(gè)點(diǎn)集 Lfa= Kf。(T1) Jm(T1)), (fο (T2)，fM(T2) )...(f0 (Tn)，fM(Tn))}；
[0015]步驟二、對(duì)點(diǎn)集fO_fM進(jìn)行線性回歸分析和非線性分析，計(jì)算線性誤差(比例誤差A(yù)和零點(diǎn)漂移量B)、線性相關(guān)系數(shù)和非線性誤差；
[0016]比例誤差A(yù):
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟； 步驟一、模擬量檢測(cè)通道的建立；模擬量檢測(cè)通道，包括，低頻信號(hào)源、標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和待測(cè)模擬量通道，所述低頻信號(hào)源在標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和待測(cè)模擬量通道的輸入端，分別同步輸入同頻同幅的低頻交流信號(hào)； 步驟二、微控制器的建立；微控制器，包括，數(shù)據(jù)同步采集、Α/D轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊接口，所述微控制器，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道和待測(cè)模擬量通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集，通過(guò)Α/D轉(zhuǎn)換芯片對(duì)同步采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Α/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)通訊接口與計(jì)算機(jī)交互，傳遞數(shù)據(jù)與控制信息； 步驟三、計(jì)算機(jī)一方面通過(guò)通訊接口控制微控制器的采樣，另一方面對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得出測(cè)試結(jié)果并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟一中標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道的數(shù)量為I個(gè)，待測(cè)模擬量通道的數(shù)量為η個(gè)(η為正整數(shù))。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟三中計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理過(guò)程，包括以下步驟； 步驟一、將采樣數(shù)據(jù)組成二維點(diǎn)集，設(shè)時(shí)刻Ti (i = I, 2，3…η)，f0(t)和fM(t)的采樣值分別為L(zhǎng)(Ti)和G(Ti),則點(diǎn)(L(Ti) ,G(Ti))是fQ和fM構(gòu)成的二維平面內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)，所有的點(diǎn)(L(Ti) Jsi(Ti)) (n = 1,2,3...)組成了一個(gè)點(diǎn)集 Lfa= Kf。(T1) Jm(T1)), (fο (T2)，fM(T2) )...(f0 (Tn)，fM(Tn))}； 步驟二、對(duì)點(diǎn)集fO_fM進(jìn)行線性回歸分析和非線性分析，計(jì)算線性誤差(比例誤差A(yù)和零點(diǎn)漂移量B)、線性相關(guān)系數(shù)和非線性誤差； 比例誤差A(yù):
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟一中對(duì)二維點(diǎn)集f^t)和fM(t)的數(shù)據(jù)采樣頻率是50~100ΚΗz，數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間長(zhǎng)度是以低頻信號(hào)源的信號(hào)在規(guī)定變化范圍內(nèi)反復(fù)變化5到10次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述低頻信號(hào)源的頻率是在50Hz以內(nèi)的交變信號(hào)G0(t);標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道，是與待測(cè)模擬量通道結(jié)構(gòu)和功能相同的電子電器部件，已經(jīng)經(jīng)過(guò)高精度檢驗(yàn)和校準(zhǔn)的一個(gè)基準(zhǔn)通道，作為檢驗(yàn)待測(cè)通道模擬量的參照基準(zhǔn)，它的線性特性和非線性特性必須非常良好；待測(cè)模擬量檢測(cè)通道，具備和標(biāo)準(zhǔn)模擬量通道相同的結(jié)構(gòu)和功能電子電器部件，線性非線性特性需要檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利 要求5所述的電子電器部件線性非線性的檢測(cè)方法，其特征在于，所述低頻信號(hào)源的輸出信號(hào)是在模擬量檢測(cè)通道額定輸入范圍內(nèi)連續(xù)變化的低頻信號(hào)Ftl (t)，對(duì)信號(hào)是否為周期信號(hào)，是否為正弦信號(hào)，幅值是否精確，幅值是否波動(dòng)均沒有要求。
【文檔編號(hào)】G01D18/00GK103983294SQ201410230446
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】譚飛, 王志杰, 周玲玲 申請(qǐng)人:天津瑞能電氣有限公司