稱(chēng)重儀表非線(xiàn)性自動(dòng)校正方法的探討
     在稱(chēng)重儀表中的應用在電子衡器中，廣泛采用的稱(chēng)重傳感器是壓力或拉力傳感器。不論傳感器的量程多大，其滿(mǎn)度輸出一般為2mV左右，因此，對于同一種類(lèi)型(靜態(tài)或動(dòng)態(tài))的電子衡器而言，往往可以采用通用的稱(chēng)重儀表。
　　電子衡器尤其是商用電子衡器，不僅對稱(chēng)重精度有很高的要求，而且對實(shí)時(shí)性也有較高的要求。因此，稱(chēng)重儀表的非線(xiàn)性校正必須采用在線(xiàn)方式。
　　2.1 非線(xiàn)性自動(dòng)校正方程的修正
　　在稱(chēng)重儀表中，*小測量值x0=0kg，對應的零點(diǎn)值N0≠0，而且會(huì )隨著(zhù)環(huán)境溫度的變化而變化，實(shí)際測量時(shí)，各校正點(diǎn)Xi對應的A/D轉換值Ni(i=1,2,3,…)也會(huì )因零點(diǎn)的變化而相應發(fā)生變化。也就是說(shuō)，環(huán)境溫度變化后，實(shí)際測量時(shí)，當被測量為 Xi時(shí)，儀表內部獲取的A/D轉換值不再是校正時(shí)的Ni，從而使得按上述校正方程式(2)或式(3)求取的測量校正值是錯誤的或不準確的。
　　實(shí)驗證明，稱(chēng)重儀表的零點(diǎn)值N0受環(huán)境溫度的影響較大，而其非線(xiàn)性特性曲線(xiàn)受環(huán)境溫度的影響較小[7]。如圖1中所示，N0發(fā)生變化后，可以近似認為非線(xiàn)性特性曲線(xiàn)OM只是適當左移或右移。也就是說(shuō)，盡管N0是變化的，而Ni-N0(i=1,2,3，… )可以認為是不變的。
　　一般來(lái)說(shuō)，每天的不同時(shí)刻都會(huì )存在一定的溫差，但每天的溫度變化都非常緩慢，稱(chēng)重儀表的零點(diǎn)在使用過(guò)程中的變化也非常緩慢。根據這個(gè)特點(diǎn)，我們完全可以用軟件的方法實(shí)現零點(diǎn)跟蹤，即在某個(gè)較短的時(shí)間段(如0.5s)內，若采樣到的A/D值n與之前的零點(diǎn)N0之差的**值不超過(guò)某個(gè)較小的數值，則令N0=n。
　　鑒于儀表的零點(diǎn)值N0受環(huán)境溫度的影響較大，非線(xiàn)性校正方程要作相應的修正：不管是校正時(shí)還是實(shí)際測量時(shí)，均把得到的A/D轉換值減去零點(diǎn)值N0。此時(shí)，點(diǎn)斜式校正方程修正為：
　　
2.2 校正方程參數的存儲結構
　　對于點(diǎn)斜式校正方程式(4)而言，要存入儀表內存的校正方程參數為：Mi-1、Xi-1和ki(i=l,2,3，…m;M0=X0=0)，可用一個(gè)三維數組形式的表格存放。
　　對于兩點(diǎn)式校正方程式(5)而言，要存入儀表內存的校正方程參數為：Mi、Xi(i=0,1,2,3，…，m;M0=x0=0)，可用一個(gè)二維數組形式的表格存放。
　　考慮到M0=x0=0，故M0和X0不必保存，但應在表首位置存儲校正點(diǎn)數j。兩個(gè)校正方程的校正參數在儀表內存中的存儲結構分別如圖2所示，其中Tab.l和Tab.2分別表示內存參數表首地址。
　　


　　2.3 非線(xiàn)性自動(dòng)校正
　　從兩個(gè)校正方程可以看出，點(diǎn)斜式只要做一次乘法運算，而兩點(diǎn)式要做一次乘法運算和一次除法運算?？紤]到：計算斜率ki時(shí)，為了保證測量精度，小數點(diǎn)后需要保留足夠的位數，視具體情況而定;而智能儀表中采用的微控制器通常不方便做小數乘法運算，而且位數越多、運算越耗時(shí);另外，當分段數大于3時(shí)，點(diǎn)斜式比兩點(diǎn)式所需內存空間要多。因此，對于在線(xiàn)實(shí)時(shí)校正的智能儀表來(lái)說(shuō)，采用兩點(diǎn)式校正方程往往更合適一些。這里選用式(5)作為校正方程。為了描述時(shí)區分校正方程中的變量和儀表內存中存儲的校正參數，對校正方程做如下變量代換，令a=Xi-1，b=Xi，C=Mi-1,d=Mi，則校正方程式(5)變?yōu)椋?br />　　


　　稱(chēng)重計量時(shí)的非線(xiàn)性校正要解決以下三個(gè)問(wèn)題。
　?、偃绾握页鯪位于哪一個(gè)直線(xiàn)段，考慮到校正點(diǎn)數不會(huì )太多，可采用簡(jiǎn)單的順序查找法。
　?、谠跊](méi)有進(jìn)行校正前，儀表如何顯示實(shí)測重量。
　　按全量程線(xiàn)性處理，即把量程的*大值Xm作為**校正點(diǎn)，但校正點(diǎn)數j記為0，表示未進(jìn)行過(guò)校正。因此，儀表內存參數表初始化時(shí)，j處保存0、M1處保存Nm-N0、X1處保存Xm和Xm是可以預知的，而N0也可以估算出來(lái)或通過(guò)實(shí)測獲得。
　?、郛攲?shí)際稱(chēng)量物體的重量超過(guò)*大校準點(diǎn)重量時(shí)，儀表如何顯示實(shí)測重量。
　　按*大校準點(diǎn)求得的校正參數進(jìn)行校正。因此，稱(chēng)重儀表(電子衡器)稱(chēng)重計量和校準時(shí)的非線(xiàn)性自動(dòng)校正程序流程分別如圖3和圖4所示。
　　


　　


　　稱(chēng)重儀表(電子衡器)的校準過(guò)程如下：
　?、僭诜Q(chēng)重儀表預熱后，按<校準>功能鍵(為**起見(jiàn)，可要求輸入一串驗證碼)，進(jìn)入校準狀態(tài)，此時(shí)儀表按原校準參數顯示重量值;
　?、诜Q(chēng)量重。