一种AD采集方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种AD采集方法及装置，通过对处于一定范围的源信号同时进行多种放大处理，得到多个输出信号，再根据多种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值，解决了AD采集信号过程中出现采集精度不高或错误采集导致执行器错误执行的技术问题，进而提高了信号采集的精度和准确性，减少了执行器错误执行的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种AD采集方法及装置
本专利技术涉及AD采集领域，特别地，涉及一种电动执行机构的AD采集方法及装置。
技术介绍
在目前的智能型电动执行机构中，远程控制方式分为远程开关量控制方式、远程模拟量控制方式以及总线控制方式。远程模拟量控制方式即为输入控制信号为4～20mA模拟量信号。模拟量信号控制方式在DCS(DistributedControlSystem：分布式控制系统)系统中比较常见，在目前的工业现场环境中使用非常广泛。而在目前国内大部分执行器厂家常用的采集方法是将输入的4～20mA模拟信号进行线性放大，然后利用单片机进行AD采集。这样做，虽然能够实现4～20mA电流信号的采集，但由于电流信号在线路中传输时，往往会存在损耗或波动，那么如果直接对经过转化放大后的电压信号进行AD采集，可能导致信号的采集精度不高，或者无法采集到信号，甚至可能出现对信号的错误采集，导致执行器在执行动作命令时，可能会出现短暂的错误指令，最终导致一些控制之外的结果，例如：突然抖动、死区振荡等。所以亟需开发一种能提高信号采集精度的AD采集方法及装置。
技术实现思路
本专利技术提供了一种AD采集方法及装置，以解决模拟信号采集过程中AD采集信号出现采集精度不高或错误采集导致执行器错误执行的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供一种AD采集方法，该AD采集方法包括：对处于一定范围[Ui0，UiN]的源信号Ui同时进行N种放大处理，得到N个输出信号[U1,…,Uk,…,UN]，其中N＞0，1≤K≤N；其中，N种放大处理分别设定各自对应的有效输入区间[Ui0,Ui1],[Ui1,Ui2],·····,[Ui(N-1),UiN]和有效输出区间，每一种放大处理的有效输入区间与该种放大处理的有效输出区间一一对应，N个有效输入区间将源信号Ui连续分段；对于第K种放大处理，当源信号Ui处于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]内时，第K种放大处理将源信号Ui放大为处于其有效输出区间内的输出信号Uk；当源信号Ui小于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]的下限值Ui(k-1)时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的下限值；当源信号Ui大于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]的上限值Uik时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的上限值；根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值。进一步地，根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值包括：根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值；对有效值进行滤波处理，得到最终有效值；根据最终有效值Uk和读取序号K，以及第K种放大处理的输入信号和输出信号对应关系的转换操作输出采样值。进一步地，根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值包括：设定读取序号K＝1；对第K种放大处理的输出信号Uk进行读取操作；判断第K个输出信号Uk是否小于第K种放大处理的有效输出区间的上限值，若是则将第K个输出信号Uk作为有效值；若否则令K＝K+1并判断K是否等于N，若否则执行读取操作，若是则判断UN是否小于或等于第N种放大处理的有效输出区间的上限值，若是则令Uk＝UN作为有效值，若否则退出本次采样。可选地，根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值包括：同时读取N种放大处理的输出信号；设定判断序号K＝1；对第K个输出信号Uk进行判断操作，若第K个输出信号Uk小于第K种放大处理的有效输出区间的上限值时将第K个输出信号Uk作为有效值；否则令K＝K+1并判断K是否等于N，若否则执行判断操作，若是则判断UN是否小于或等于第N种放大处理的有效输出区间的上限值，若是则令Uk＝UN作为有效值，若否则退出本次采样。进一步地，对有效值进行滤波处理，得到最终有效值包括：启动计数器；调用AD采集函数，并连续读取M次，去掉最大值和最小值后，取平均值作为本次采集的有效值，其中，M取大于3的整数；判断本次采集的有效值是否等于上一次采集的有效值，若否则将上一次采集的有效值替换为本次采集的有效值，计数器值清0，并结束本次有效值采集；若是将计数器值加1，并判断计数器的值是否大于最大读取次数，若是，将上一次采集的有效值替换为本次采集的有效值，并将本次采集的有效值作为最终有效值，计数器值清0，若否则结束本次有效值采集。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种AD采集装置，该AD采集装置包括：放大装置，用于对处于一定范围[Ui0，UiN]的源信号Ui同时进行N种放大处理，得到N个输出信号[U1,…,Uk,…,UN]，其中N＞0，1≤K≤N；其中，N种放大处理分别设定各自对应的有效输入区间[Ui0,Ui1],[Ui1,Ui2],·····,[Ui(N-1),UiN]和有效输出区间，每一种放大处理的有效输入区间与该种放大处理的有效输出区间一一对应，N个有效输入区间将源信号Ui连续分段；对于第K种放大处理，当源信号Ui处于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]内时，第K种放大处理将源信号Ui放大为处于其有效输出区间内的输出信号Uk；当源信号Ui小于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]的下限值Ui(k-1)时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的下限值；当源信号Ui大于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]的上限值Uik时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的上限值；输出装置，用于根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值。进一步地，输出装置包括：有效值辨别单元，用于根据N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值；滤波单元，用于对有效值进行滤波处理，得到最终有效值；转转单元，根据最终有效值Uk和读取序号K，以及第K种放大处理的输入信号和输出信号对应关系的转换操作输出采样值。进一步地，有效值辨别单元包括：读取初始化单元，用于设定读取序号K＝1；读取单元，用于对第K种放大处理的输出信号Uk进行读取操作；判断单元，用于判断第K个输出信号Uk是否小于第K种放大处理的有效输出区间的上限值，若是则将第K个输出信号Uk作为有效值；若否则令K＝K+1并判断K是否等于N，若否则执行读取操作，若是则判断UN是否小于或等于第N种放大处理的有效输出区间的上限值，若是则令Uk＝UN作为有效值，若否则退出本次采样。进一步地，有效值辨别单元包括：读取单元，用于同时读取N种放大处理的输出信号；判断初始化单元，用于设定判断序号K＝1；判断单元，用于对第K个输出信号Uk进行判断操作，若第K个输出信号Uk小于第K种放大处理的有效输出区间的上限值时将第K个输出信号Uk作为有效值；否则令K＝K+1并判断K是否等于N，若否则执行判断操作，若是则判断UN是否小于或等于第N种放大处理的有效输出区间的上限值，若是则令Uk＝UN作为有效值，若否则退出本次采样。进一步地，滤波单元包括：初始化单元，用于启动计数器；均值化单元，用于调用AD采集函数，并连续读取M次，去掉最大值和最小值后，取平均值作为本次采集的有效值，其中，M取大于3的整数；最终有效值确定单元，用于判断本次采集的有效值是否等于上一次采集的有效值，若否则将上一次采集的有效值替换为本次采集的有效值，计数器值清0，并结束本次有效值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AD采集方法，其特征在于，包括：对处于一定范围[Ui0，UiN]的源信号Ui同时进行N种放大处理，得到N个输出信号[U1,…,Uk,…,UN]，其中N＞0，1≤K≤N；其中，所述N种放大处理分别设定各自对应的有效输入区间[Ui0,Ui1],[Ui1,Ui2],.....,[Ui(N‑1),UiN]和有效输出区间，每一种所述放大处理的有效输入区间与该种放大处理的有效输出区间一一对应，N个所述有效输入区间将所述源信号Ui连续分段；对于第K种所述放大处理，当所述源信号Ui处于其有效输入区间[Ui(k‑1),Uik]内时，第K种所述放大处理将所述源信号Ui放大为处于其有效输出区间内的输出信号Uk；当所述源信号Ui小于其有效输入区间[Ui(k‑1),Uik]的下限值Ui(k‑1)时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的下限值；当所述源信号Ui大于其有效输入区间[Ui(k‑1),Uik]的上限值Uik时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的上限值；根据所述N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值。

【技术特征摘要】
1.一种AD采集方法，其特征在于，包括：对处于一定范围[Ui0，UiN]的源信号Ui同时进行N种放大处理，得到N个输出信号[U1,…,Uk,…,UN]，其中N＞0，1≤K≤N；其中，所述N种放大处理分别设定各自对应的有效输入区间[Ui0,Ui1],[Ui1,Ui2],·····,[Ui(N-1),UiN]和有效输出区间，每一种所述放大处理的有效输入区间与该种放大处理的有效输出区间一一对应，N个所述有效输入区间将所述源信号Ui连续分段；对于第K种所述放大处理，当所述源信号Ui处于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]内时，第K种所述放大处理将所述源信号Ui放大为处于其有效输出区间内的输出信号Uk；当所述源信号Ui小于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]的下限值Ui(k-1)时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的下限值；当所述源信号Ui大于其有效输入区间[Ui(k-1),Uik]的上限值Uik时，输出信号Uk恒等于其有效输出区间的上限值；根据所述N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值；根据所述N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值输出采样值包括：根据所述N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值；对所述有效值进行滤波处理，得到最终有效值；根据最终有效值Uk和读取序号K，以及第K种所述放大处理的输入信号和输出信号对应关系的转换操作输出所述采样值；对所述有效值进行滤波处理，得到最终有效值包括：启动计数器；调用AD采集函数，并连续读取M次，去掉最大值和最小值后，取平均值作为本次采集的有效值，其中，M取大于3的整数；判断本次采集的有效值是否等于上一次采集的有效值，若否则将上一次采集的有效值替换为本次采集的有效值，计数器值清0，并结束本次有效值采集；若是将计数器值加1，并判断计数器的值是否大于最大读取次数，若是，将上一次采集的有效值替换为本次采集的有效值，并将本次采集的有效值作为最终有效值，计数器值清0，若否则结束本次有效值采集。2.根据权利要求1所述的AD采集方法，其特征在于，根据所述N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值包括：设定读取序号K＝1；对第K种所述放大处理的输出信号Uk进行读取操作；判断第K个输出信号Uk是否小于第K种所述放大处理的有效输出区间的上限值，若是则将第K个输出信号Uk作为有效值；若否则令K＝K+1并判断K是否等于N，若否则执行所述读取操作，若是则判断UN是否小于或等于第N种所述放大处理的有效输出区间的上限值，若是则令Uk＝UN作为有效值，若否则退出本次采样。3.根据权利要求2所述的AD采集方法，其特征在于，根据所述N种放大处理的输出信号分别处于其有效输出区间的值辨别有效值包括：同时读取N种所述放大处理的输出信号；设定判断序号K＝1；对第K个输出信号Uk进行判断操作，若第K个输出信号Uk小于第K种所述放大处理的有效输出区间的上限值时将第K个输出信号Uk作为有效值；否则令K＝K+1并判断K是否等于N，若否则执行所述判断操作，若是则判断UN是否小于或等于第N种所述放大处理的有效输出区间的上限值，若是则令Uk＝UN作为有效值，若否则退出本次采样。4.一种AD采集装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐靖程，肖长松，
申请(专利权)人：深圳市南方通用电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44