數據采集系統中溫度數據的數字濾波算法分析

　　數據采集系統已獲得廣泛應用，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗現場(chǎng)的電磁環(huán)境比較惡劣、干擾源較多時(shí)，一般要對采樣數據進(jìn)行數字濾波。結合數據采集系統中溫度數據的特點(diǎn)，選擇合理的數字濾波方式。針對具體的數據采集系統，通過(guò)試驗確定溫度數據的濾波參數。實(shí)踐表明，利用復合數字濾波方法能夠有效的提高溫度數據的穩定性與準確性。

1、引言

　　隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，數據采集系統迅速得到了大量應用。在生產(chǎn)過(guò)程中，應用數據自動(dòng)采集系統可以對生產(chǎn)現場(chǎng)的相關(guān)物理量進(jìn)行自動(dòng)采集、監視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本提供了有效的信息和手段。在科學(xué)研究中，應用數據采集系統可以獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬間物理過(guò)程的有力工具。

　　由于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗現場(chǎng)的電磁環(huán)境比較惡劣、干擾源較多時(shí)，為了能夠減少外界環(huán)境對采樣數據的干擾，提高測試數據的穩定性與準確性，在進(jìn)行數據處理之前，一般先要對采樣數據進(jìn)行數字濾波。數字濾波是模擬濾波器的補充，它不需要增加任何硬件設備，可以多個(gè)輸入通道共用一個(gè)數字濾波程序，并且能夠對頻率很低的信號實(shí)現濾波，以克服模擬濾波器的缺陷。但并不是任何一個(gè)系統都需要進(jìn)行數字濾波，有時(shí)采取不恰當的數字濾波反而會(huì )剔除關(guān)鍵信息^[1] 。因此，在進(jìn)行數據采集與處理系統設計時(shí)，是否需要進(jìn)行數字濾波，采取哪種濾波方法都需要結合相應的試驗慎重考慮。

2、常用的數字濾波方法

　　中值濾波即對某一個(gè)樣本連續采樣N 次，然后把N 個(gè)采樣值由小到大進(jìn)行排隊，最后選取中間值作為本次采樣值。

　　算術(shù)平均值法是計算本次樣本的算術(shù)平均值，一般算術(shù)平均值法適用于壓力、流量、真空度之類(lèi)信號的平滑處理，樣本越多，平滑度越高，但靈敏度有所降低，因此樣本數量的選取應根據實(shí)際情況慎重選擇。

　　加權遞推平均濾波法適用于系統的純滯后時(shí)間常數較大、采樣周期短的過(guò)程，它能夠對不同采樣時(shí)間得到的采樣值分別給予不同的權系數，以便能夠迅速的反映出當前系統所受干擾的嚴重程度，但這種方法計算量大，降低了數據處理的速度，其實(shí)際應用沒(méi)有算術(shù)平均值法廣泛。

5、結論

　　經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，該算法所處理的溫度數據刷新速度滿(mǎn)足試驗測試要求，數據刷新及時(shí)，數據顯示穩定、準確，并且能夠有效的剔除外界環(huán)境中主要干擾源的影響，第三方法定計量檢定機構校準證書(shū)表明該系統在實(shí)際環(huán)境中運行誤差最小僅為0.02 ℃，完全滿(mǎn)足使用要求。

參考文獻：
　　[1] 馬明建,周長(cháng)城.數據采集與處理技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1998.