利用單片機實現一種誤差補償方法研究

【摘要】 從實際出發，介紹了一種利用單片機系統對數據進行實時采集及離線處理，從而實現最終的誤差補償的方法. 實踐證明，該方法切實有效，提高了系統的精度.

【關鍵詞】實時采集 離線處理 誤差補償

1. 引言

在實際應用中，測量值往往存在著誤差. 在消除誤差項是不現實的情況下，將誤差測量出來并進行誤差補償是提高系統精度的最有效的方法.

2. 問題描述

系統中存在一個理論上為常量(不隨時間變化)的實際值A，但由于ΔA的存在造成ΔA的測量值為A′，使測量值與實際值之間存在著誤差. 因此，要得到準確的實際值A，則要從測量值A′中剔除測量誤差ΔA，實際對A的測量誤差補償，從而得到更準確的A值，以利于提高系統精度. 即

A = A′- ΔA， (1)

其中，A′=B#8226;ΔΨ，B為可以測得的常值，則

A = A′- B#8226;ΔΨ . (2)

實際工作中，要得到的值為A，A為不隨時間變化的常量. 但要得到A，必須通過測量A′，B，ΔΨ. 其中，B是可以通過準確測量得到的常量，而A′和ΔΨ是隨著時間變化的時間變量. 因此，對A′和ΔΨ的測量準確性決定了A的測量精度.

3. 解決措施

若能實時采集到同一時刻點的Ai ′和ΔΨi ，則可按公式2求得對應i時刻的A值Ai . 由于A是不隨時間變化的常量，其值在任意時刻都相同，即Ai=A，則可獲得A值.

實際中，A′和ΔΨ的采集在不同的系統中進行，它們都是隨時間變化的變量，采集時刻的不同會造成A的測量誤差. 而兩系統的準確對時又很困難.

考慮到A′和ΔΨ是隨時間周期變化的變量，其變化周期是可以測得的，且由于ΔΨ的變化引起A′的變化，它們的變化周期是相同的. 因此，只需要求得整周期內的A′平均值，就可求得A.

采集A′的系統一來完成最終求得A的任務. 可將系統二實時采集的ΔΨi傳輸給系統一. 由于系統一為單片機構成的系統，存儲空間有限，將幾個周期內N個ΔΨi依次接收并存儲下來有困難. 考慮到最終求得的ΔΨ為N個ΔΨi的平均值，因此若將N個ΔΨi依次接收并將其依次求和后再存儲下來會節約很大空間，解決了系統一空間不足的問題.

實際工作中， 我們同時給系統一#65380;系統二發送采集數據指令，由于A′和ΔΨ的變化周期是事先可確定的，對于A′和ΔΨ的采樣周期也事先根據A′和ΔΨ的變化周期和測量精度確定下來. 這樣，接到采集數據指令后，系統一#65380;系統二分別采集同樣數量的Ai′和ΔΨj數據后，系統二將ΔΨj依次傳輸給系統一，由于系統一將其求和并保存下來. 按公式:

分別求得A′和△Ψ，再按公式2求得A.

4. 結束語

盡管數據A′和△Ψ是隨時間周期變化的，但通過上述方法，我們實現了對數據A′和△Ψ的實時采集和離線處理，從而實現了對實際值A的測量誤差補償. 實踐證明，該方法切實可行，提高了測量精度.

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注:“本文中所涉及到的圖表#65380;注解#65380;公式等內容請以PDF格式閱讀原文#65377;”