传感器的信号处理方式——特性补偿

传感器测量控制系统框图如图1-4所示。传感器检测变换的信号送往计算机，由计算机进行处理，然后，计算机根据指令把处理结果送至控制、显示及记录装置等。

该系统的信号处理流程如图1-5所示。传感器输出信号通过输入接口电路变换为计算机易处理的数字信号,然后输入到计算机,计算机把该信号处理为控制等装置所要求的信号格式,通过输出接口电路输出,驱动控制装置,并显示与记录。

计算机对传感器输入的数据要进行特性补偿运算处理、格式化并组编成适合于控制的数据,根据控制指令输送到外设。

特性补偿

(1)输入/输出特性补偿

一般来说,传感器的输入/输出特性是非线性的,不能直接显示与记录,必须进行非线性校正,即补偿。模拟信号输出传感器的典型输入/输出特性如图1-6所示。图1-6(a)

表示通过原点的直线,线性度好。输出值乘以系数即可直接显示其真值。图1-6(b)表示不通过原点的直线,需要进行减去了B值处理。图1-6(c)是平方特性,需要求平方根运算以及系数补偿。图1-6(d)是指数形式的特性,需要对数变换处理。

除此之外还有各种形式的输入输出特性,因此需要进行相应处理,运用计算机软件极易实现。

(2)有效输出量获取

有时要消除传感器输出量中无效的物理量。例如,为了能在宽温度变化范围内测量物体的应变,就有应变传感器因温度变化而产生的输出量,这种输出量是无效的,而往往又不能忽略。因此,就要把温度传感器与应变传感器合在一起,测量其温度,由其补偿应变传感器的输出值。输出量只是有效的物理量。