5.9.2. Достоверность входных данных и аварийная сигнализация

Существует много методов проверки достоверности исходных данных, так как ошибки во входных данных могут привести к некорректным управляющим действиям. В первую очередь, необходимо убедиться, что величина входного сигнала лежит в пределах рабочего диапазона датчика. При этом обычно определяют полосу гистерезиса вокруг порогового значения (рис. 5.15.).

Проверка скорости изменения сигнала позволяет обнаружить ошибки датчик; Если изменения выходного сигнала датчика в течение нескольких последних интервалов выборки превышают заранее определенное значение, то вырабатывается аварийный сигнал. Контроль скорости изменения должен проводиться перед цифровой фильтрацией.

Рис. 5.15. Полоса гистерезиса около пороговых значений

-Аварийная индикация устанавливается, когда значение сигнала достигает точки 1, и удерживается до тех пор, пока оно не станет меньше нижней границы полосы гистерезиса; новый аварийный сигнал будет выработан в точке 2

5.9.3. Масштабирование и линеаризация

Собранные значения входного измерительного сигнала во избежание недоразумений и ошибок должны быть пересчитаны в соответствующие инженерные единицы измерения. Преобразование от внутреннего представления у к инженерным единицам z обычно можно произвести с помощью простой линейной зависимости

z = k₁+ k₂

где k₁+ k₂ константы.

5.9.4. Другие операции обработки данных

Усреднение

Влияние ошибок измерений можно уменьшить с помощью простого усреднен Например, АЦП может быть запрограммирован для выборки сигнала в 10 раз быстрее, чем необходимо, и тогда грубое значение можно получить как среднее за 10 интервалов выборки. Дополнительно можно отбросить одно-два значения, не укладывающихся в общую тенденцию изменения данных за период усреднения, •

Калибровка и компенсация дрейфа

Значения входного измерительного сигнала часто нуждаются в компенсации дрейфа или погрешностей калибровки датчиков или электронных устройств. Для этой цели входные усилители и АЦП должны тестироваться и, при необходимости проходить калибровку с помощью известного и точного эталона напряжения.

5.9.5. Программное обеспечение для анализа данных

Программ для анализа и фильтрации данных очень много. Одними из наиболее широко используемых в академической и научной среде пакетов является MATLAB. MATLAB — это инженерный пакет для обработки и визуального преставления, который объединяет в общую среду процедуры численного анализа, матричных вычислений, обработки сигналов и графического представления данных

5.9.6. Структура данных для обработки измерений

Каждый входной измеренный сигнал связан с определенным набором параметров; которые используются программами ввода и обработки данных. Наиболее важные параметры, используемые в обработке измерений:

- указатели на данные измерений;

- адрес входного порта измеренной информации;

- интервал выборки;

- коэффициенты пересчета сигнала (масштабы);

- параметры датчика;

- пороговые значения для физического процесса (полоса гистерезиса с первым и вторым сигнальными пределами);

- допустимая скорость изменения;

- параметры фильтра;

- результат измерений до и после обработки;

- логические переменные, управляющие подключением тех или иных процедур, например, линеаризации, пересчета входных данных, фильтрации, обработка нештатных ситуаций.