專利名稱：一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量、測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法。
背景技術(shù)：
在測量和測試技術(shù)領(lǐng)域中，所謂的數(shù)據(jù)采集裝置，是指從被測目標(biāo)中自動采集并測量數(shù)據(jù)信息的一種裝置。在有些情況下，數(shù)據(jù)采集裝置不能直接采集某些物理量(如溫度、壓強(qiáng)等)，而是需要將數(shù)據(jù)采集裝置與外部的信號轉(zhuǎn)換器相連，組成一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。信號轉(zhuǎn)換器采集所述物理量，并將該物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)采集裝置可以測量的電信號，之后，將所述電信號接入至數(shù)據(jù)采集裝置，然后，數(shù)據(jù)采集裝置采集信號轉(zhuǎn)換器輸出的電信號，對所述電信號做進(jìn)一步處理后，就可以測量到諸如溫度、電阻、頻率、周期、壓力、壓強(qiáng)等各種類型的物理量。所述信號轉(zhuǎn)換器可以是溫度傳感器、壓力傳感器等各種傳感器。如圖1所示，為一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集裝置100、模塊卡200和信號轉(zhuǎn)換器300。所述數(shù)據(jù)采集裝置100包括:主控單元101和背板單元102，所述背板單元102具有用于插入模塊卡200的插槽，所述數(shù)據(jù)采集裝置100的背板單元102上可以插入各種類型的模塊卡200。模塊卡200簡稱為模塊，其通常包括通道卡201和數(shù)據(jù)采集卡202兩種，此外，還包括其它類型的模塊卡，如模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換卡、示波器卡、多功能卡等，它們可以單獨(dú)控制，不需要或者不能與數(shù)據(jù)采集卡202聯(lián)合使用。所述通道卡201可以是MUX卡(也稱開關(guān)卡)、矩陣卡等其它類型的卡。每一個(gè)通道卡201的內(nèi)部包含由繼電器開關(guān)構(gòu)成得多個(gè)通道，被測信號通過外部接線接入通道卡201中的各個(gè)通道中，主控單元101通過向通道卡201發(fā)送控制命令，控制開關(guān)的閉合狀態(tài)，從而將對應(yīng)通道上接入的被測信號引入至萬用表卡202中。數(shù)據(jù)采集卡202又稱測量卡，它可以是電壓表卡、電流表卡、萬用表卡、示波器卡、頻率計(jì)卡等各種類型的單一卡；也可以是包括上述各種單一卡的集成卡，集成有多種測量功能。所述數(shù)據(jù)采集卡202用于測量通過各種類型的通道卡201連接進(jìn)來的被測信號，主控單元101通過向數(shù)據(jù)采集卡202發(fā)送控制命令，控制數(shù)據(jù)采集卡202接收來自不同通道的電信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。當(dāng)通道卡201的接入端連接上信號轉(zhuǎn)換器時(shí)，所述的裝置就可以實(shí)現(xiàn)多種物理量的測量，例如，連接熱電偶等溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)溫度測量，連接壓力傳感器可以實(shí)現(xiàn)壓力測量等。主控單元101是一個(gè)控制整個(gè)系統(tǒng)工作的單元，它通過背板單元102與模塊卡200相連接。主控單元101通過協(xié)調(diào)多個(gè)模塊卡200完成輸入信號(即被測信號)的切換和數(shù)據(jù)米集操作。背板單元102具備有多個(gè)插槽，用于插入不同的模塊卡200，它起連接主控單元101和模塊卡200的“橋梁”作用，通過背板單元102上的模擬總線，可以將各個(gè)通道中的被測信號輸入至數(shù)據(jù)采集卡202中；通過背板單元102上的通信總線，主控單元101可以向通道卡201和數(shù)據(jù)采集卡202發(fā)送控制命令以及接收數(shù)據(jù)采集卡202測量的電信號。另外，主控單元101和各個(gè)模塊卡200的供電也是通過背板單元102上的電源電路提供的。需要說明的是，主控單元101的供電電路也可以是在其所在的主板上。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前，信號轉(zhuǎn)換器300先將被測物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)采集裝置100可以測量的電信號，并接入到通道卡201的某一個(gè)通道的輸入端，圖1所示的信號轉(zhuǎn)換器300與通道卡I相連，實(shí)際應(yīng)用中，信號轉(zhuǎn)換器300可以與任意一個(gè)通道卡的任意一個(gè)通道相連接。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，數(shù)據(jù)采集裝置100的主控單元101通過通信總線，發(fā)送控制命令到通道卡201 ;通道卡201根據(jù)控制命令接通相應(yīng)的一個(gè)通道，通過該通道將所述電信號輸入到模擬總線上；然后主控單元101通過通信總線，發(fā)送控制命令到數(shù)據(jù)采集卡202，數(shù)據(jù)采集卡202根據(jù)該控制命令對模擬總線上的電信號進(jìn)行測量，獲得測量數(shù)據(jù)；測量完成后數(shù)據(jù)采集卡202通過通信總線將測量數(shù)據(jù)返回給主控單元101，至此，完成了所述通道上的數(shù)據(jù)采集過程。通常，用于在工業(yè)現(xiàn)場采集被測物理量的信號轉(zhuǎn)換器通常都是非線性的、非精確的，即將被測物理量轉(zhuǎn)換為電信號的過程是非線性的、非精確的。數(shù)據(jù)采集裝置100上的數(shù)據(jù)采集卡202采集電信號后獲得測量數(shù)據(jù)，然后，還會根據(jù)該裝置的工作場合和工作條件采用一種或多種方法，將采集到的非線性的、不精確的測量數(shù)據(jù)通過簡單的線性運(yùn)算方法將其修正成為精確的、線性化的測量結(jié)果。例如，申請?zhí)枮镃N03232661.0的中國專利《一種測量模塊的自動校準(zhǔn)裝置》，公開了一種利用線性擬合函數(shù)y = kx+b，將測量數(shù)據(jù)(電壓)修正成為測量結(jié)果(溫度)的擬合方法。該專利提到的方法只針對某一個(gè)特殊領(lǐng)域和用途，并且實(shí)現(xiàn)方式固化在存儲器中(即，測量數(shù)據(jù)修正成為測量結(jié)果采用的轉(zhuǎn)換函數(shù)的系數(shù)為常數(shù)，并且固定存儲在非易失存儲器中，不可改變)，供處理器執(zhí)行，以完成對某種特定測量結(jié)果的校準(zhǔn)和換算，不能做到對任意類型的非線性信號轉(zhuǎn)換器進(jìn)行準(zhǔn)確測量。由于物理世界是變化多端的，不可能僅用一種通用的方法來滿足所有的信號形式的轉(zhuǎn)換，某一種系數(shù)形式和變換方法，只可能滿足某一種或一類的信號轉(zhuǎn)換器，如果用戶使用了其它類型的信號轉(zhuǎn)換器，就不能采用上述方法實(shí)施。也就是說，在很多情況下，數(shù)據(jù)采集裝置采集到的測量數(shù)據(jù)和對應(yīng)的測量結(jié)果之間，不能簡單的使用某一固定的、線性的轉(zhuǎn)換函數(shù)來描述它們之間的關(guān)系。針對上述問題，市場上出現(xiàn)了一款數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置提供傳感器轉(zhuǎn)換功能(即，可以對傳感器輸出電信號進(jìn)行測量)，通過采集電信號獲得測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)和對應(yīng)的測量結(jié)果之間，可以使用非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)(也稱擬合函數(shù))進(jìn)行轉(zhuǎn)換，且針對不同的被測物理量，轉(zhuǎn)換函數(shù)的系數(shù)可變。但是，該裝置僅提供點(diǎn)對點(diǎn)的設(shè)置，內(nèi)部系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計(jì)算擬合曲線進(jìn)行擬合。以某非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度傳感器為例，其實(shí)施方法如下:1.用戶需要先根據(jù)自身使用的任意傳感器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測定，在所述傳感器的工作范圍內(nèi)選取I 200個(gè)有代表性的溫度點(diǎn)，之后記錄下該傳感器在對每個(gè)溫度點(diǎn)測量時(shí)穩(wěn)定工作所輸出的電壓信號。假如用戶測定了 200個(gè)溫度點(diǎn)對應(yīng)的電壓值，然后需要將這200組數(shù)據(jù)對(溫度一電壓)輸入到DM3064的任意傳感器設(shè)置列表中。2.該數(shù)據(jù)采集裝置的內(nèi)部系統(tǒng)會根據(jù)這些輸入的數(shù)據(jù)對，以電壓作為X，溫度作為Y，擬合出一條可以用Y = AX2+BX+C表示的二次曲線函數(shù)，其中A、B、C是根據(jù)輸入的200組數(shù)據(jù)對的值進(jìn)行二次擬合算法得到的3個(gè)常量擬合系數(shù)。3.在進(jìn)行溫度測量時(shí)，將采集到的電壓測量數(shù)據(jù)作為X帶入上述公式，得到結(jié)果Y就是計(jì)算出的溫度測量結(jié)果，用于顯示和存儲。
從上述步驟可以看出，當(dāng)用戶輸入到該數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)的參考點(diǎn)(數(shù)據(jù)對)越多，二次曲線擬合結(jié)果就越精確，轉(zhuǎn)換結(jié)果也就更準(zhǔn)確。但是，參考點(diǎn)過多的話用戶的輸入比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且，該數(shù)據(jù)采集裝置的內(nèi)部使用的是嵌入式處理器，它處理數(shù)據(jù)的能力和進(jìn)行二次曲線擬合算法的能力有限，遠(yuǎn)不及PC的能力，所以擬合結(jié)果的偏差對實(shí)際測量輸出的影響也比較大，很難得到精確的測量結(jié)果?？傊?，需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是:如何能夠使數(shù)據(jù)采集裝置的測量結(jié)果更加精確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法，能夠提高測量結(jié)果的精確性。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法，用于數(shù)據(jù)采集裝置采集測量數(shù)據(jù)，所述方法包括步驟:Al，針對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶侄卧O(shè)置擬合參數(shù)，并對應(yīng)獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍；A2，獲取一個(gè)測量數(shù)據(jù)；A3，依據(jù)所述測量數(shù)據(jù)所在的分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)，對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。采用本發(fā)明提出的方法，用戶可以充分根據(jù)信號轉(zhuǎn)換器的特性，針對各種應(yīng)用和現(xiàn)場條件對擬合參數(shù)進(jìn)行靈活的設(shè)置，即在測量數(shù)據(jù)的某一分段取值范圍上，獨(dú)立設(shè)置用于曲線擬合的擬合參數(shù)，獨(dú)立采用一種曲線擬合函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算，以更加逼近實(shí)際測量結(jié)果。獨(dú)立設(shè)置是指在不同的分段上對應(yīng)有不同的擬合系數(shù)，該擬合系數(shù)與該分段的擬合函數(shù)最為匹配，因此，通過最匹配的擬合系數(shù)修正得到的測量結(jié)果，提高了測量的準(zhǔn)確性。優(yōu)選的，所述步驟Al包括步驟:A11，通過設(shè)置多個(gè)端點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。優(yōu)選的，所述步驟All包括:通過設(shè)置多個(gè)起點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。優(yōu)選的，所述步驟All包括:通過設(shè)置多個(gè)終點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。優(yōu)選的，所述步驟Al還包括步驟:A12，對每個(gè)所述分段取值范圍，設(shè)置一組用于曲線擬合的擬合系數(shù)。優(yōu)選的，所述步驟A3包括步驟:A31，當(dāng)所述測量數(shù)據(jù)大于等于當(dāng)前分段取值范圍的起點(diǎn)值，且小于相鄰下一個(gè)分段取值范圍的起點(diǎn)值時(shí)，獲取與當(dāng)前分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)；A32，依據(jù)所述擬合參數(shù)對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。優(yōu)選的，所述步驟A3包括步驟:A33，當(dāng)所述測量數(shù)據(jù)小于等于當(dāng)前分段取值范圍的終點(diǎn)值，且大于相鄰上一個(gè)分段取值范圍的終點(diǎn)值時(shí)，獲取與當(dāng)前分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)；A34，依據(jù)所述擬合參數(shù)對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。
優(yōu)選的，所述步驟A2包括:采集一個(gè)電信號，對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換后，得到一個(gè)測量數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述步驟A2包括:采集一個(gè)電信號，對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換后，得到數(shù)字電信號；對所述數(shù)字電信號進(jìn)行校準(zhǔn)，得到一個(gè)測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集裝置采集到一個(gè)電信號后，由模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換過程中，可能會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換誤差，則在轉(zhuǎn)換得到數(shù)字電信號后，通過對數(shù)字電信號進(jìn)行校準(zhǔn)得到測量數(shù)據(jù)，可以消除模數(shù)轉(zhuǎn)換中帶來的誤差，提高測量的準(zhǔn)確性。


圖1是一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法實(shí)施例的流程圖；圖3是數(shù)據(jù)采集卡的輸出電壓和對應(yīng)的實(shí)際溫度的關(guān)系示意圖；圖4是根據(jù)分段擬合結(jié)果得到的二次曲線的示意圖；圖5是一組擬合參數(shù)的配置界面示意圖；圖6是擬合參數(shù)的設(shè)置完成后的界面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參照圖2，示出了本發(fā)明一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法實(shí)施例的流程圖，結(jié)合圖1，本實(shí)施例提出的參數(shù)擬合方法用于數(shù)據(jù)采集裝置100采集測量數(shù)據(jù)，所述方法包括步驟20，其具體包括如下步驟:步驟21，針對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶侄卧O(shè)置擬合參數(shù)，并對應(yīng)獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍；數(shù)據(jù)采集裝置100通常會具備一個(gè)量程，所述量程規(guī)定了數(shù)據(jù)采集裝置100可以獲取到的測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶?。在本步驟中，需要對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，對不同的分段設(shè)置不同的擬合參數(shù)。例如，用戶可以利用數(shù)據(jù)采集裝置前端面板上的實(shí)體按鍵、或者利用顯示界面上的虛擬鍵盤，輸入相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)擬合參數(shù)的設(shè)置。在設(shè)置擬合參數(shù)的同時(shí)，還可以在數(shù)據(jù)采集裝置100上的顯示界面(如LED顯示屏)中對用戶設(shè)置的擬合參數(shù)進(jìn)行顯示。進(jìn)一步，通過輸入多組擬合參數(shù)，對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，將測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶鷦澐譃槎鄠€(gè)分段取值范圍，其中，每設(shè)置一組擬合參數(shù)，就能夠獲得與該組擬合參數(shù)相對應(yīng)的一個(gè)分段取值范圍。需要說明的是，本發(fā)明針對通道卡中的其中一個(gè)通道設(shè)置相應(yīng)的擬合參數(shù)，也就是說，本發(fā)明所述的參數(shù)擬合方法，針對的是某一個(gè)通道中的數(shù)據(jù)測量。在設(shè)置完一個(gè)通道的擬合參數(shù)之后，可以利用通訊接口發(fā)送命令，通知主控單元101設(shè)置已完成。步驟22，獲取一個(gè)測量數(shù)據(jù)；作為一個(gè)舉例說明，本實(shí)施例所述的步驟22可以包括:采集一個(gè)電信號，對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換后，得到一個(gè)測量數(shù)據(jù)。下面，對該舉例說明進(jìn)行具體介紹。在進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)采集時(shí)，信號轉(zhuǎn)換器300采集被測物理量，并將被測物理量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號進(jìn)行輸出，所述電信號為模擬信號。數(shù)據(jù)采集裝置100上的通道卡201與信號轉(zhuǎn)換器200相連，數(shù)據(jù)采集裝置100的主控單元101控制通道卡201開通相應(yīng)的一個(gè)通道，將信號轉(zhuǎn)換器200輸出的電信號接入該通道，并通過該通道將電信號輸入到背板單元的模擬總線上；數(shù)據(jù)采集裝置100上的數(shù)據(jù)采集卡202 (也稱測量單元)從模擬總線上采集一個(gè)電信號，并通過數(shù)據(jù)采集卡202內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，得到測量數(shù)據(jù)。之后，數(shù)據(jù)采集卡202還會通過背板單元102中的通信總線將所述測量數(shù)據(jù)返回給主控單元101，則主控單元101通過所述通信總線獲取到所述測量數(shù)據(jù)。步驟23，依據(jù)所述測量數(shù)據(jù)所在的分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)，對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。主控單元101依據(jù)步驟21中所設(shè)置的擬合參數(shù)、步驟22中所獲取的測量數(shù)據(jù)，獲得最終的測量結(jié)果。具體的，首先判斷所述測量數(shù)據(jù)的取值在哪一個(gè)分段取值范圍之內(nèi)，找出所述測量數(shù)據(jù)所在的分段取值范圍，之后，再依據(jù)所找出的分段取值范圍獲得與之相對應(yīng)的一組擬合參數(shù)，最后，利用相應(yīng)的擬合參數(shù)對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，得到測量結(jié)果。所述擬合參數(shù)是用于曲線擬合的參數(shù)，通常的，依據(jù)擬合函數(shù)(也稱擬合方程)進(jìn)行曲線擬合，對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正是指:將測量數(shù)據(jù)、相應(yīng)的擬合參數(shù)帶入到擬合函數(shù)中，計(jì)算得到的函數(shù)結(jié)果值，就是所述測量數(shù)據(jù)的修正值，即測量結(jié)果。該測量結(jié)果可以認(rèn)為是測量數(shù)據(jù)所對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換器實(shí)際測量的物理量的值。在本實(shí)施例中，獲得測量結(jié)果之后，還可以在數(shù)據(jù)采集裝置中顯示和保存所述測量結(jié)果，以供用戶觀察和分析。作為一個(gè)舉例說明，本實(shí)施例所述的步驟21可以包括:步驟211，通過設(shè)置多個(gè)端點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。也就是說，所設(shè)置的擬合參數(shù)包括分段取值范圍的端點(diǎn)值，用戶可以利用數(shù)據(jù)采集裝置上的實(shí)體按鍵或者虛擬按鍵，輸入每一個(gè)分段取值范圍的端點(diǎn)值。進(jìn)一步，依據(jù)端點(diǎn)的不同選取方式，對應(yīng)有不同的分段方法。在本舉例說明中，作為一種變形，所述步驟211可以包括:通過設(shè)置多個(gè)起點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。作為一種示例，在本變形中，假設(shè)測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶鸀?br> ，設(shè)置的多個(gè)起點(diǎn)值分別為0、5、10，則依據(jù)上述三個(gè)起點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶?br> 進(jìn)行分段，可以獲得所述測量數(shù)據(jù)的三個(gè)分段取值范圍，依次為
。在本舉例說明中，作為另一種變形，所述步驟211可以包括:通過設(shè)置多個(gè)終點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。作為一種示例，在本變形中，假設(shè)測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶鸀閇10，40]，設(shè)置的多個(gè)終點(diǎn)值分別為20、30、40，則依據(jù)上述三個(gè)終點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶鶾10，40]進(jìn)行分段，可以獲得所述測量數(shù)據(jù)的三個(gè)分段取值范圍，依次為[10，20]、(20，30]、(30，40]。作為另一個(gè)舉例說明，本實(shí)施例所述的步驟21還可以包括:步驟212，對每個(gè)所述分段取值范圍，設(shè)置一組用于曲線擬合的擬合系數(shù)。也就是說，所設(shè)置的擬合參數(shù)除了分段取值范圍的端點(diǎn)值之外，還包括一組用于曲線擬合的擬合系數(shù)。通常依據(jù)擬合函數(shù)進(jìn)行曲線擬合，所述曲線擬合可以是二次曲線擬合，也可以是三次曲線擬合，還可以是更高次或者其他形式的曲線擬合。在本舉例說明中，作為一種變形，可以依據(jù)擬合函數(shù)Y = A*X2+B*X+C進(jìn)行二次曲線擬合，那么，上述擬合函數(shù)中的A、B、C就是用于二次曲線擬合的擬合系數(shù)。在本舉例說明中，作為另一種變形，也可以依據(jù)擬合函數(shù)y = A*x3+B*x2+cx+D進(jìn)行三次曲線擬合，那么，上述擬合函數(shù)中的A、B、C、D就是用于三次曲線擬合的擬合系數(shù)。在本舉例說明中，作為又一種變形，還可以依據(jù)擬合函數(shù)Y = A*Log (X+B) +C*X+D進(jìn)行曲線擬合，那么，上述擬合函數(shù)中的A、B、C、D就是用于所述曲線擬合的擬合系數(shù)。在本舉例說明中，作為再一種變形，也可以依據(jù)擬合函數(shù)Y = A*e(BX+c)+D*X2+E*X+F進(jìn)行曲線擬合，那么，上述擬合函數(shù)中的A、B、C、D、E、F就是用于所述曲線擬合的擬合系數(shù)。需要說明的是，擬合函數(shù)還可能以其他數(shù)學(xué)運(yùn)算形式進(jìn)行表示，此處不再贅述，本發(fā)明對擬合函數(shù)的表達(dá)形式不作限定?？梢岳斫獾氖?，對于步驟211和212，可以先設(shè)置各個(gè)分段取值范圍的端點(diǎn)值，得到多個(gè)分段后，再針對各個(gè)分段分別設(shè)置用于曲線擬合的擬合系數(shù)；也可以針對每一個(gè)分段，一次性同時(shí)設(shè)置每一個(gè)分段取值范圍的端點(diǎn)值及其相應(yīng)的擬合系數(shù)。需要說明的是，在設(shè)置擬合參數(shù)之前，還可以利用所述數(shù)據(jù)采集裝置100、信號轉(zhuǎn)換器300、計(jì)算機(jī)等進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，以確定擬合參數(shù)的具體數(shù)值。下面，對所述預(yù)處理進(jìn)行說明:參照圖1，首先，將信號轉(zhuǎn)換器300與數(shù)據(jù)采集裝置200上的一個(gè)通道卡201相連，利用信號轉(zhuǎn)換器300對已知物理量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將已知物理量轉(zhuǎn)換得到的電信號輸入至通道卡201中。之后，數(shù)據(jù)采集裝置100上的數(shù)據(jù)采集卡202采集通道卡201中的電信號，所述電信號為模擬電信號。數(shù)據(jù)米集卡202內(nèi)部包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),可以對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，得到與該已知物理量相對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)。通過測量多個(gè)典型的已知物理量，可以記錄下多組數(shù)據(jù)對(已知物理量一測量數(shù)據(jù))。最后，針對所述多組數(shù)據(jù)對，在計(jì)算機(jī)上利用專業(yè)運(yùn)算軟件，根據(jù)所述信號轉(zhuǎn)換器300的實(shí)際轉(zhuǎn)換特性分段進(jìn)行二次曲線擬合逼近，并得到多個(gè)二次曲線擬合函數(shù)，記錄下每個(gè)擬合函數(shù)適用的范圍，每個(gè)擬合函數(shù)適用的范圍之和就是所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶?。作為一個(gè)舉例說明，本實(shí)施例所述的預(yù)處理可以如下:以某種未知類型的溫度傳感器為例，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到測量數(shù)據(jù)，每隔0.1°C的溫度(已知物理量)實(shí)測一個(gè)輸出電壓值(測量數(shù)據(jù))，描繪一個(gè)點(diǎn)，連接所有點(diǎn)就可以描繪出數(shù)據(jù)采集卡的輸出電壓和對應(yīng)的實(shí)際溫度的關(guān)系示意圖，如圖3所示，X軸所示為數(shù)據(jù)采集卡的輸出電壓值，Y軸所示為輸出電壓所對應(yīng)的實(shí)際溫度值。參照圖3，從圖3中可以看出，所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶鸀閇_9.5，15.3]。按照圖3所示的曲線，根據(jù)曲線特性，在滿足擬合后計(jì)算的溫度誤差小于0.1°C的條件，將整個(gè)曲線區(qū)域分為5段，分段進(jìn)行二次曲線擬合，二次擬合函數(shù)為y = A*X2+B*X+C，得到包括5組擬合參數(shù)(分段的端點(diǎn)值和擬合系數(shù))的分段擬合結(jié)果，如下面的表I所示。表I分段擬合結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法，用于數(shù)據(jù)采集裝置采集測量數(shù)據(jù)，其特征在于，所述方法包括步驟: Al，針對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶侄卧O(shè)置擬合參數(shù)，并對應(yīng)獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍； A2，獲取一個(gè)測量數(shù)據(jù)； A3，依據(jù)所述測量數(shù)據(jù)所在的分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)，對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟Al包括步驟: All，通過設(shè)置多個(gè)端點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟All包括: 通過設(shè)置多個(gè)起點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟All包括: 通過設(shè)置多個(gè)終點(diǎn)值對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟Al還包括步驟: A12，對每個(gè)所述分段取值范圍，設(shè)置一組用于曲線擬合的擬合系數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟A3包括步驟: A31，當(dāng)所述測量數(shù)據(jù)大于等于當(dāng)前分段取值范圍的起點(diǎn)值，且小于相鄰下一個(gè)分段取值范圍的起點(diǎn)值時(shí)，獲取與當(dāng)前分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)； A32，依據(jù)所述擬合參數(shù)對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟A3包括步驟: A33，當(dāng)所述測量數(shù)據(jù)小于等于當(dāng)前分段取值范圍的終點(diǎn)值，且大于相鄰上一個(gè)分段取值范圍的終點(diǎn)值時(shí)，獲取與當(dāng)前分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)； A34，依據(jù)所述擬合參數(shù)對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟A2包括: 采集一個(gè)電信號，對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換后，得到一個(gè)測量數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟A2包括: 采集一個(gè)電信號，對所述電信號進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換后，得到數(shù)字電信號； 對所述數(shù)字電信號進(jìn)行校準(zhǔn)，得到一個(gè)測量數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)采集裝置的參數(shù)擬合方法，用于數(shù)據(jù)采集裝置采集測量數(shù)據(jù)，所述方法包括步驟A1，針對所述測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶侄卧O(shè)置擬合參數(shù)，并對應(yīng)獲得所述測量數(shù)據(jù)的多個(gè)分段取值范圍；A2，獲取一個(gè)測量數(shù)據(jù)；A3，依據(jù)所述測量數(shù)據(jù)所在的分段取值范圍對應(yīng)的擬合參數(shù)，對所述測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，獲得測量結(jié)果。本發(fā)明可以對測量數(shù)據(jù)的總?cè)≈捣秶M(jìn)行分段，在某一分段取值范圍上，獨(dú)立設(shè)置用于曲線擬合的擬合參數(shù)，獨(dú)立采用一種曲線擬合函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算，以更加逼近實(shí)際測量結(jié)果，該擬合系數(shù)與該分段的擬合函數(shù)最為匹配，因此，通過最匹配的擬合參數(shù)修正得到的測量結(jié)果，提高了測量的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01D5/12GK103175547SQ20111043121
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者馮明亮, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請人:北京普源精電科技有限公司