511 自检方式.PPT

第5章 智能仪器典型处理功能 5.1 硬件故障的自检 5.2 自动测量功能 5.3 仪器测量精度的提高 5.4 干扰与数字滤波 5.5 测量数据的标度变换 第5章 智能仪器典型处理功能 智能仪器的主要特征是以微处理器为核心进行工作，因而智能仪器具有强大的控制和数据处理功能，使测量仪器在实现自动化，改善性能，增强功能以及提高精度和可靠性方面发生了较大的变革。 本章侧重讨论一般智能仪器都具有的典型处理功能。 5.1 硬件故障的自检 5.1.1 自检方式 5.1.2 自检算法 5.1.3 自检软件 5.1.1 自检方式 　　（1） 开机自检。开机自检在仪器电源接通或复位之后进行。自检中如果没发现问题，就自动进入测量程序，如果发现问题，则及时报警，以避免仪器带病工作。开机自检是对仪器正式投入运行之前所进行的全面检查。 　　（2） 周期性自检。周期性自检是指在仪器运行过程中，间断插入的自检操作，这种自检方式可以保证仪器在使用过程中一直处于正常状态。周期性自检不影响仪器的正常工作，因而只有当出现故障给予报警时，用户才会觉察。 　　（3） 键控自检。有些仪器在面板上设有“自检”按键，当用户对仪器的可信度发出怀疑时，便通过该键来启动一次自检过程。 5.1.1 自检方式 自检过程中，如果检测仪器出现某些故障，应该以适当的形式发出指示。智能仪器一般都借用本身的显示器，以文字或数字的形式显示“出错代码”，出错代码通常以“Error X”字样表示，其中“X”为故障代号，操作人员根据“出错代码”，查阅仪器手册便可确定故障内容。仪器除了给出故障代号之外，往往还给出指示灯的闪烁或者音响报警信号，以提醒操作人员注意。  5.1.2 自检算法 由于ROM中存在着仪器的控制软件，因而对ROM的检测是至关重要的。 ROM 故障的测量算法常采用“校验和”方法，具体作法是：在将程序机器码写入ROM的时候，保留一个单元（一般是最后一个单元），此单元不写程序机器码而是写“校验字”，“校验字”应能满足ROM中所有单元的每一列都具有奇数个１。自检程序的内容是：对每一列数进行异或运算，如果ROM无故障，各列的运算结果应都为“１”，即校验和等于FFH。 数据存储器RAM是否正常的测量算法是通过检验其“读/写功能”的有效性来体现的。 常选特征字55H和AAH，分别对RAM 中的每一个单元进行先写后读的操作。判别读/写内容是否相符的常用方法是，把该单元的内容求反并与原码进行“异或”运算，若结果为FFH，表明正常。 5.1.2 自检算法 5.1.2 自检算法 5.1.3 自检软件 5.2 自动测量功能 二、 利用校正数据表修正系统误差 　　 　　采用内插技术可以减少校准点从而减少内存空间。最简单的内插是线性内插， 当　yi＜y＜yi+1 时取 　 　线性内插方法是用两点间一条直线来代替原曲线，因而精度有限。如果要求更高的精度，可以采取增加校准点的方法，或者采取更精确的内插方法，例如n阶多项式内插、三角内插、牛顿内插等。 三、 通过曲线拟合来修正系统误差 　　曲线拟合是指从n对测定数据（xi，yi） 中，求得一个函数f（x）来作为实际函数的近似表达式。 　　曲线拟合实质就是找出一个简单的、便于计算机处理的近似表达式来代替实际的非线性关系。因此曲线f（x） 并不一定代表通过实际的所有点。 　　采用曲线拟合对测量结果进行修正的方法是，首先定f（x） 的具体形式，然后再通过对实测值进行选定函数的数值计算，求出精确的测量结果。 连续函数拟合法 分段曲线拟合法 三、 通过曲线拟合来修正系统误差 连续函数拟合法 连续函数拟合法一般采用多项式拟合（当然也不排除采用解析函数，如ex、lnx和三角函数等），多项式的阶数应根据仪器所允许的误差来确定，一般情况下，拟合多项式的阶数愈高，逼近的精度也就愈高。但阶数的增高将使计算繁冗，运算时间也迅速增加，因此， 拟合多项式的阶数一般采用二三阶。 现以热电偶的电势与温度之间的关系式为例，讨论连续函数拟合的方法。 三、 通过曲线拟合来修正系统误差 连续函数拟合法 热电偶的温度与输出热电势之间的关系一般用下列三阶多项式来逼近 R=a＋bxP＋cxP2＋dxP3 (5．5)  变换成嵌套形式得 R＝〔(dxP＋c)xP＋b〕xP＋a (5．6) 式中，R是读数（温度值）， xP由下式导出 xP=x＋a′＋b