高精度测量中的数据处理技术研究

论文摘要

本文研究了高精度电压测量中数据分析处理方法。基于设计的硬件电路,通过软件算法设计实现电压的高精度测量要求,形成“高精度A/D+MCU+DSP”的双处理器测试方案。文中通过分析硬件的误差来源,提出了相关的解决方案,并采用FIR等滤波技术和分段拟合技术分别来提高数据测量的精确度和准确度,并通过对实验数据的分析和处理得出结论。课题所要研究的内容有四个方面:1.设计数据采集系统,以MSC1210为核心组建系统,它必须快速准确采集各种待测参数转化为数字量。2.分析系统的误差,找到系统的误差根源,特别是硬件误差的来源,并提出相应的应对策略。3.利用DSP进行滤波,采用FIR等滤波方法提高采样精度。4.采用分段拟合法,提高系统的准确度。最终实现了电压全量程测量精度达到6位以上,部分量程测量精度达到6位半。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 课题的来源及应用背景
• 1.1.2 课题研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容及关键技术及其研究动态
• 1.3.1 论文研究内容
• 1.3.2 关键技术
• 1.3.3 论文的总体介绍
• 第二章 高精度数据采集实现方法
• 2.1 高精度数据采集系统的总体设计与对比分析
• 2.1.1 系统总体设计
• 2.1.2 系统总体设计对比分析
• 2.2 数据采集高精度的实现方法
• 2.2.1 电路设计
• 2.2.2 MSC1210 的应用
• 2.2.3 基于DSP 的数据处理
• 2.3 本章小结
• 第三章 硬件误差分析
• 3.1 采样过程
• 3.2 量化与量化误差
• 3.2.1 量化
• 3.2.2 量化误差
• 3.3 模数转换的技术指标
• 3.3.1 静态性能指标
• 3.3.2 动态传输特性指标
• 3.3.3 孔径
• 3.3.4 模数转换有效位数评估方法
• 3.4 系统误差的分析
• 3.4.1 元器件误差
• 3.4.2 系统误差的统计和减小办法
• 3.5 随机误差的分析
• 3.5.1 噪声及抗干扰措施
• 3.5.2 随机误差的处理
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统精密度处理
• 4.1 系统精密度的提高方法
• 4.1.1 简单滤波方法
• 4.1.2 FIR 滤波器的设计使用
• 4.1.3 滤波器设计的对比分析
• 4.2 滤波器实现的效果
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统准确度处理
• 5.1 拟合在准确度确定中的应用
• 5.1.1 线性拟合
• 5.1.2 非线性拟合
• 5.2 分段技术应用
• 5.2.1 分段拟合
• 5.2.2 分段拟合的效果验证
• 5.3 拟合性能对比分析
• 5.4 系统自校准设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 进一步研究展望
• 致谢
• 参考文献