[发明专利]一种模拟通道的自动校准方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，更为具体地讲，涉及一种模拟通道的自动校准方法及系统。

背景技术

在工业控制中，需要对温度、湿度、流量、压力等过程变量进行监测和控制。在监测和控制过程中，需要通过传感器将这些物理量转换为模拟信号，模拟信号通过模拟通道的放大、调理及模数转换之后变成计算机可以识别的数字信号。

然而，模拟信号通过调理电路时，往往会产生幅值偏差和相位偏差，造成控制系统不稳定、控制性能降低等后果。因此，为了减小模拟信号经过模拟通道所产生的误差，需要对模拟通道进行校准。

目前最常用的方法是通过人工测量、计算出增益系数、零漂和相位差三个校准参数并用最小二乘法拟合出调理电路前后端幅值的最优线性关系以及最优相位差，然后对模拟通道进行校准以达到对模拟信号全频段校准目的。

图1是现有模拟通道校准方法的示意图。

如图1所示，首先利用示波器分别对调理电路前后两端的模拟信号进行测量，得到当前频率ω下模拟信号通过调理电路前，即测量点1和通过调理电路后，即测量点2的幅值和相位差，经过数据处理得到校准参数，然后逐渐改变频率，并按同样的方法依次计算出各个频率下的校准参数，最后通过最小二乘法得到调理电路前后端幅值的最优线性关系以及最优相位差，从而得到模拟信号全频段的校准参数，并下载到处理器中，对模拟信号经过调理、模数转换后数字信号进行校准。

但这种方法的不足之处在于，没有考虑到信号频率的实际分布情况，不能从实际出发给模拟信号主频附近更高精度的校准。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟通道的自动校准方法，以提高模拟信号主频率附近的校准精度。

为实现上述发明目的，本发明模拟通道的自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、幅值校准

1.1）、获取调理电路的幅频数据

输入幅值x=A₁的模拟信号S₁到调理电路，依次改变模拟信号S₁频率ω₁,ω₂,…,ω_i,…,ω_m，分别测得调理电路输出端幅值y=A′₁₁,A′₁₂,…,A′_1i，…,A′_1m；

输入幅值x=A₂的模拟信号S₂到调理电路，依次改变模拟信号S₂频率ω₁,ω₂,…,ω_i,…,ω_m，分别测得调理电路输出端幅值y=A′₂₁,A′₂₂，…,A′_2i，…,A′_2m；

其中，m是频率数，频率ω₁,ω₂,…,ω_i,…,ω_m覆盖了调理电路工作的频率范围；

1.2）、确定调理电路在频率ω_i,i＝1,2,…,m下前后端幅值线性关系