一種線性校準方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線性校準方法，在待校準系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在二維坐標系中呈曲線特征時，先選定一組采樣數(shù)據(jù)，并將該組數(shù)據(jù)兩端的兩個點確定一條基礎直線，然后在基礎直線上先后修正截距和斜率，將該組采樣數(shù)據(jù)的點盡量往修正后的直線的一邊分布，最后在整體修正偏差較大的點。本發(fā)明在校準遇到曲線特征情況時，直接采用通用的直線方式來逼近額定輸出值，解決了實際中數(shù)值常出現(xiàn)上凸或下凹的曲線特性，提高了實際輸出值的精度，降低了控制運算難度，同時便于理解和實現(xiàn)；該方法原理簡單且普適性較高，適用于所有理論上呈線性變換的數(shù)值。
【專利說明】一種線性校準方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種線性校準方法，屬于測量系統(tǒng)、測量儀表等需要直線校準時的一種處理方法。
【背景技術】
[0002]目前人們使用直流電源模塊時，通常對輸出電壓、輸出電流等的精度要求非常嚴格，但由于電源內(nèi)部無數(shù)個電子元器件個體之間的差異，使得額定輸出的電壓、電流等值與其實際輸出值之間具有很大差異，硬件一致性較差，達不到使用中最終要求輸出和檢測的精度指標。因此，生產(chǎn)中常常需要對電源模塊的電壓、電流、溫度、功率等額定輸出值和實際輸出值進行精度較高的校準工作。
[0003]根據(jù)復雜度和精度要求各不相同，校準方法也各不相同。就直流電源模塊而言，通常采用簡單易行的方法，例如，通常情況下認為電源工作中所用到的采樣電路和運算放大電路是線性的，默認各模塊的實際輸出值滿足直線的基本函數(shù)關系y=kx+b，并采樣兩組值代入該函數(shù)中，即可確定該函數(shù)的斜率k和截距b，從而確定唯一直線；但使用此方法校準后，由于實際應用中元器件的關系，并非理想的線性，往往有很多曲線特征的情況，導致各個量在某些情況下又產(chǎn)生了偏差。
[0004]針對上述曲線特征的情況，人們提出了采用復雜的算法，采集較多的樣點來擬合該模塊的特定曲線方程，雖然該做法精度提高了，但是算法難度大，而且在實際生產(chǎn)過程中需要采樣較多的點，影響了生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，在于提供一種線性校準方法，該方法簡單實用，且提高了最終點各個實際輸出值的精度，降低了控制運算難度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0007]一種線性校準方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1，選擇待校準系統(tǒng)的一組采樣數(shù)據(jù)，并將該組待校準采樣數(shù)據(jù)的額定輸出值和實際輸出值作為二維直角坐標系的X值和I值標記在二維直角坐標中，形成一組二維坐標點；
[0009]步驟2，以這組二維坐標點兩端的兩個點確定一條初始直線；
[0010]步驟3，計算除兩端的兩個點以外的其他所有二維坐標點到所述初始直線的距離，選擇距離最大的點，將所述初始直線向該點平移二分之一的距離，得到第二條直線；
[0011]步驟4，計算這組二維坐標點的每個點到第二條直線的距離，并選擇距離最小的點，以該距離最小的點以及第二條直線與I軸的交點確定第三條直線；
[0012]步驟5，選出與第三條直線間的距離大于預設的誤差閾值的二維坐標點，并分別將其X坐標代入第三條直線，得到一組與所選出的二維坐標點一一對應的新的I值；對于第三條直線上方/下方的二維坐標點，將其所對應的新的I值加上/減去一固定值，得到該二維坐標點校準完成的數(shù)據(jù)；其他距離小于或者等于誤差閾值的二維坐標點，將其X坐標代入第三條直線，得到一組與所選出的二維坐標點一一對應的新的y值，得到該二維坐標點校準完成的數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選的，所述固定值為除去到第三條直線的距離小于等于預設誤差閾值的其他所有點到第三條直線的距離的平均值。
[0014]優(yōu)選的，所述固定值為到第三條直線的距離大于預設誤差閾值的任意一點到第三條直線距離的二分之一。
[0015]優(yōu)選的，所述固定值為第一次采樣數(shù)據(jù)算得的除去到第三條直線的距離小于等于預設誤差閾值的其他所有點到第三條直線的距離的平均值。
[0016]采用上述方案后，本發(fā)明在校準時遇到曲線特征情況下，直接采用通用的直線方式來逼近額定輸出值，解決了實際中數(shù)值常出現(xiàn)上凸或下凹的曲線特性，提高了實際輸出值的精度，降低了控制運算難度，同時便于理解和實現(xiàn)；該方法原理簡單且普適性較高，適用于所有理論上呈線性變換的數(shù)值。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]圖1是本發(fā)明一組采樣數(shù)據(jù)額定輸出值與實際輸出值構成的二維坐標系圖。
[0018]其中:X軸代表額定輸出值，Y軸代表實際輸出值，(xl，yl)、(x2, y2)、(x3, y3)、(x4, y4)、(x5, y5)、(x6, y6)為六個采樣數(shù)據(jù)點，(0, b)為直線II與Y軸的交點，1、I1、III為
三條直線。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細的說明。
[0020]為了說明方便，本發(fā)明中使用直流電源模塊的電流量來進行具體闡述，其他類似的需要直線修正的儀表，例如稱臺的重量、交流電源模塊的各檢測量、溫度儀表等電子儀表，都可以使用本發(fā)明所闡述的方案實現(xiàn)。
[0021]本發(fā)明使用簡單的直線方程，修正影響直線的兩個量，即斜率k和截距b，使其盡量逼近真實情況，讓最終點各個實際輸出值的精度都在誤差范圍內(nèi)。圖1為一個實施例，是某個電源模塊采樣的一組額定輸出值與實際輸出值構成的二維坐標系圖，(XI，yl)、(x2, y2)、(x3, y3)、(x4, y4)、(x5, y5)、(x6, y6)為某個模塊電流的六個采樣數(shù)據(jù)點,從圖中虛線的趨勢可以看出，這六個點并不在一條直線上，下面采用如下的方法來擬合直線方程。
[0022]I)將(xl, yl)~(x6, y6)作為某模塊的電流采樣數(shù)據(jù)點，并以該采樣數(shù)據(jù)兩端的點作為一條直線上的兩個點來確定一條初始直線，即選用圖中的(xl，yl)和(x6，y6)兩個點，這兩個點確定的直線為圖1中的直線I，則直線I的表達式可表示為
[0023]I Υ? — |<1X' ^bl ；可求得 kl =, bl = yl,
(y6 = l<lx6 + blxl-χ6) xl-x6
[0024]因此，直線I的表達式為!"=^^^ + ^-^^^。

X1-xo V xl-x6 J
[0025]2)計算該采樣數(shù)據(jù)中除去點(xl，yl)和(x6，y6)之外的其他所有點到直線I的距離，選擇距離最大的點，例如圖1中的點(X5，y5)，點(x5，y5)到直線I的距離為d，d的表
達式為
【權利要求】
1.一種線性校準方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1，選擇待校準系統(tǒng)的一組采樣數(shù)據(jù)，并將該組待校準采樣數(shù)據(jù)的額定輸出值和實際輸出值作為二維直角坐標系的X值和I值標記在二維直角坐標中，形成一組二維坐標占.步驟2，以這組二維坐標點兩端的兩個點確定一條初始直線； 步驟3，計算除兩端的兩個點以外的其他所有二維坐標點到所述初始直線的距離，選擇距離最大的點，將所述初始直線向該點平移二分之一的距離，得到第二條直線； 步驟4，計算這組二維坐標點的每個點到第二條直線的距離，并選擇距離最小的點，以該距離最小的點以及第二條直線與y軸的交點確定第三條直線； 步驟5，選出與第三條直線間的距離大于預設的誤差閾值的二維坐標點，并分別將其X坐標代入第三條直線，得到一組與所選出的二維坐標點一一對應的新的y值，對于第三條直線上方/下方的二維坐標點，將其所對應的新的I值加上/減去一固定值，得到該二維坐標點校準完成的數(shù)據(jù)；其他與第三條直線的距離小于或者等于誤差閾值的二維坐標點，將其X坐標代入第三條直線，得到一組與所選出的二維坐標點一一對應的新的I值，得到該二維坐標點校準完成的數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1所述線性校準方法，其特征在于:所述固定值為除去到第三條直線的距離小于等于預設誤差閾值的其他所有點到第三條直線的距離的平均值。
3.如權利要求1所述線性校準方法，其特征在于:所述固定值為到第三條直線的距離大于預設誤差閾值的任意一點到第三條直線距離的二分之一。
4.如權利要求1所述線性校準方法，其特征在于:所述固定值為第一次采樣數(shù)據(jù)算得的除去到第三條直線的距離小于等于預設誤差閾值的其他所有點到第三條直線的距離的平均值。
【文檔編號】G01D3/02GK103743427SQ201310752840
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】雷梅, 劉亞倩 申請人:江蘇嘉鈺新能源技術有限公司