数据采集与处理总结

PAGEPAGE11.数据采集过程实质上是由控制器按照预先选定模式的采样间隔，对输入到采集系统的信号进行采样，并对采样的数据进行加工处理。2.用2R网络可以实现知二进制数D/A变换，如图所示。输出uo是2R网络流出的电流I∑在反馈电阻Rf上产生的压降。Uo=-RfI∑式中同理，当2R网络的网孔数增加时有，如果选取则这样完成了二进制数的D/A变换。3.由模拟量转化成数字量的量化过程引起的误差称为量化误差。如果定义量化电平（QuantizedLevel）为满量程信号值与2的次幂的比值，用表示，表示二进制数字信号的位数，则4.电子信息系统中有关干扰的描述如下：定点设备干扰：附近固定的电器设备运行时或关断控制时产生的干扰。例如强电设备的起停引入的固定特点的干扰、邻近线路的串音、交流边直流电源的哼哼声、由元件机械振动而产生的癫噪效应等。定向目标干扰：对特定信源进行有目的的干扰，即有意干扰。如使用干扰电台在敌对方所使用的通信频带内发射相应的电磁干扰信号，造成对方的通信、广播、指挥、处理和控制系统误判、混乱、失效和损坏。随机干扰：偶发性的干扰，如闪电、太阳耀斑引起的电磁暴、宇宙射线、继电保护的动作、外界对股市的干预、火车脱轨引起的铁路运输的混乱等。噪声热噪声。它是由导体中的电荷载流子的随机热激振动引起的。是白噪声过剩噪声。许多电阻，特别是合成碳质电阻在流过直流电流时，除产生热噪声外，还产生过剩噪声低频噪声。散弹噪声。白噪声分配噪声。白噪声采样定理指出，在一般情况下，对一个具有有限频谱X(f)的连续信号x（t）进行采样，当采样频率为时，采样后的采样信号xs（nTs）能无失真地恢复为原来信号x（t）。系统误差处理常用的方法有1)对比法假如有比现有测量设备精度更高的设备，使用两种设备同时测量，比较两组测量数据就可以知道利用现有设备进行测量是否有系统误差。2)残差观察法可以采用反证的方法，判断系统误差是否存在。也就是说，如果不存在系统误差，则数据处理后的残差应该是零均值的，不会出现某种趋势，由此可以发现系统误差。值得注意的是，假如在残差图中没有发现具有某种系统误差的迹象，不等于说没有系统误差存在。3)回归模型残差检验法判别系统误差，去主要是对残差进行分析，有些使用作图分析，大多数是利用残差构造各种统计量进行分析，即，回归模型残差检验法。然而，这种方法也不能够发现所有可能的系统误差。发现系统误差需要对残差结构及其数学模型进行分析。信号调理包括信号放大、隔离技术、滤波技术、传感器工作模式控制、背景抑制、补偿和信号保真处理等。形式多样的信号调理电路，将来自传感器的信号进行放大、线性化、滤波、同步采样保持、隔离、消除静态信号、扩展以及相关的预处理。滤波发法：（1）移动平均法是一种在计算机数值分析中广泛使用的数据平滑方法，常被用来平滑采样数据，可以有效地降低信号的高频背景噪声，平滑处理之后就能正确地显现出信号出现新的趋势(例如上升、下降沿，斜率改变等)的时间，且数据处理量小，适于实时应用。（2）中值滤波是一种特殊的非线性滤波方法，它在分析窗里的各点中选取幅度为中间大小的一个值作为输出值，与移动平均法相比，对高频毛刺的抑制作用更强。10.采样保持器主要作用：（1）“稳定”快速变化的输入信号，以利于A／D转换器把模拟信号转换成数字信号，减小采样误差。（2）用来存储模拟多路开关输出的模拟信号，这样可使模拟多路开关继续切换下一个待转换的信号。11.压频转换型ADC是先将输入模拟信号的电压转换成频率与其成正比的脉冲信号，然后在固定的时间间隔内对此脉冲信号进行计数，计数结果即为正比于输入模拟电压信号的数字量。从理论上讲，这种ADC的分辨率可以无限增加，只要采样时间长到满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度即可。其优点是：精度高、价格较低、功耗较低。其缺点类似于积分型ADC，其转换速率受到限制，12位时为100～300SPS。压控正弦波振荡电路8.eg用两种方法测量某电压，第一种方法测量6次，其算术平均值=10.3V，标准偏差=0.2V；第二种方法测量8次，其算术平均值=10.1V，标准偏差=0.1V。求电压的估计值和标准偏差。解：取任意常数，则两种测量值的权分别为 根据式(4-17)可得电压的估计值为根据式(4-18)可得电压估计值的标准偏差为