《電子技術應用》
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使用分段线性化的过程
摘要: 热电偶、热电阻的非线性特性由相应的分度表给出。可见,为了保证测量输出信号(如0-5V电压信号)和实际测量的物理信号之间一致,必须对传感器输出进行非线性的变换。
Abstract:
Key words :

   概述
   要對一個信號進行測量,直接測量往往是比較困難的,如要測量一個反應爐的溫度,在高達幾百度的環(huán)境中直接用水銀或酒精溫度計測量是不可能的,因為在此溫度下溫度計本身可能已經損壞,即使在常溫下,而且其測量精度也達不到工業(yè)控制的需要。因此此時一般采用熱電偶、熱電阻等測量元件進行溫度監(jiān)測。在傳感器的測量元件(尤其是敏感元件)有許多具有非線性的靜特性。例如,熱電偶、熱電阻在溫度的檢測和控制中得到了非常廣泛的應用。然而,這些傳感器都具有非線性特性。熱電偶、熱電阻的非線性特性由相應的分度表給出??梢?,為了保證測量輸出信號(如0-5V電壓信號)和實際測量的物理信號之間一致,必須對傳感器輸出進行非線性的變換。
   如前所述,分段線性化的輸入和輸出之間存在著非線性的關系。它的基本原理是把輸入信號分成若干段,在每一段上都可以認為是輸入和輸出之間存在著線性的關系,對于這些量而言,在整個量程范圍內是非線性的,但是就輸入的某一個局部范圍之內,其輸出和輸入可以近似的認為是線性關系。理論證明,只要段的間距足夠的小,分段的數量足夠的多,對于任何連續(xù)函數,在誤差允許的范圍內,都可以用分段線性化來處理。但是在實際的應用中,分段的數量不宜太多,往往根據測量精度的實際要求,權衡使用分段的數量。
   公式:假設在輸入x分成n段:X1,X 2,X 3,…….,X n,輸出y分別對應于:Y1,Y2,Y3,……,Yn,則輸出的計算公式是:
   

輸入

輸出

小于X1

等于Y1

等于Xi

等于Yi

Xi

大于Xn

等于Yn

如下圖示:

如下圖示:

 
   分段線性化表的組態(tài):
   分段線性化表是模擬IO點的一個參數,要進行分段線性化必須建立分段線性化表。從組態(tài)環(huán)境中的導航樹“數據庫/點組態(tài)”進入數據庫組態(tài),在數據庫組態(tài)程序菜單中選擇“工程/分段線性化表”,進入到分段線性化表的管理界面:

點擊增加,則進入到分段線性化表組態(tài):

   表名是分段線性化的索引,在整個數據庫系統(tǒng)中唯一,由字母和數字組成,最多不超過64個字符。
前面說過,分段線性化表是把輸入分成若干段,每一個分隔點都有一個輸入和輸出與之對應。因此,在組態(tài)時,要設計其分隔點的輸入和輸出,在分段設置框中分別輸入合適的輸入值和輸出值,點擊增加,則在分段線性化表中就增加一個分隔點。因為分段線性化對于一個輸入只能有一個輸出,如果增加時相同的輸入已經存在,則增加無效。
   修改時如果當前選中了一個分隔點,則修改時只修改當前選中分隔點的輸出值。
   刪除時刪除當前表的選中的分隔點。
   對于一個分段線性化表而言,最少需要有兩個分隔點。
   建立一個分段線性化表之后,就可以在模擬IO點中引用了,在點表中選擇一個模擬IO點,在其基本參數頁中進行分段線性化組態(tài):

   注意,如果要進行分段線性化,必須首先讓該點分段線性化使能。在分段線性化表中選擇已經組態(tài)好的分段線性化表,如果沒有組態(tài),則點擊按鈕 新增加一個分段線性化表,也可以通過點擊按鈕 對已經建立的分段線性化表進行修改。
   這樣,在系統(tǒng)運行時,DB將自動對輸入變量進行分段線性化。

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