一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统及方法，所述采样系统包括多通道传感器、数据处理模块、温度补偿模块和模数转换模块，所述多通道传感器与数据处理模块连接，所述数据处理模块还与温度补偿模块连接，所述模数转换模块与数据处理模块连接。所述采样方法具体为实时采集终端信号并进行信号预处理；采集多通道传感器所处环境的温度信号，并根据PID控制算法获取PID输出值；根据PID输出值对信号预处理后的终端信号进行温度补偿，获取终端信号对应的模拟信号值，并对模拟信号值进行模数转换，获取对应的数字信号。本发明专利技术能够通过PID控制器实现温度补偿，且能够准确获取传感器采样点的温度，在进行温度补偿时，准确性更高。准确性更高。准确性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统及方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其是指一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统及方法。

技术介绍

[0002]在进行数据采集时往往需要将模数转换芯片与传感器等器件进行配合使用，并需要根据传感器数据所需精度来选择不同精度的模数转换芯片。传感器在进行数据采样时，其所处环境等不可控因素会对传感器采样数据的精准度造成影响，对采样数据造成影响的不可控因素中，温度对于传感器的影响最大，因此往往需要采用一些温度补偿的手段来提高传感器的采样数据精准度。现有技术中常通过在模数转换芯片内部增加温度采集器，并通过系数补偿的方式来实现对于传感器采样数据的温度补偿。
[0003]但不论是增加温度采集器并通过系数补偿方式实现温度补偿，还是通过TEC控制器实现温度补偿，都存在着一定缺陷。在通过增加温度采集器并通过系数补偿方式实现温度补偿时，由于模数转换芯片内部的温度传感器精度往往不高，在模数转换芯片工作后其内核温度也会升高，会影响到温度传感器的采样。且模数转换芯片往往与传感器的采集点之间存在一定的距离，这也就导致模数转换芯片内采集的温度变化跟不上传感器采集点的温度，后续温度补偿的偏差较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统及方法，通过增设温度补偿模块的方式，解决通过在模数转换芯片内部增加温度采集器，通过系数补偿实现温度补偿时存在的偏差较大的问题，保障了多通道传感器采样结果的准确性。
[0005]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：
[0006]一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一，多通道传感器实时采集终端信号，对采集的终端信号进行信号预处理；
[0008]步骤二，采集多通道传感器所处环境的温度信号，并根据温度补偿模块获取温度信号的PID输出值；
[0009]步骤三，根据PID输出值对信号预处理后的终端信号进行温度补偿，获取终端信号对应的模拟信号值，并对模拟信号值进行模数转换，获取对应的数字信号。
[0010]进一步的，步骤二中所述采集多通道传感器所处环境的温度信号，并根据PID控制算法获取温度信号的PID输出值的具体过程为：获取多通道传感器采集的终端信号类型，并根据终端信号类型设置PID控制器参数，将温度信号与PID控制器参数进行比较，获取两者差值，通过比例、积分和微分运算对两者差值进行调节，获取温度信号的PID输出值。
[0011]进一步的，步骤三中根据PID输出值对信号处理后的终端信号进行温度补偿的具体过程为：获取终端信号类型，依次计算温度与终端运行、多通道传感器采样精度以及模数
转换芯片运行之间的关联系数，并根据关联系数的计算结果设置终端运行关联系数、多通道传感器采样精度关联系数和模数转换芯片运行关联系数的权重，根据PID输出值、关联系数以及对应的权重对终端信号进行温度补偿。
[0012]进一步的，步骤三中对模拟信号值进行模数转换，获取对应的数字信号后，还通过中央处理器对数字信号进行计算，根据计算结果获取多通道传感器的采样值，所述中央处理器获取多通道传感器的采样值后，还将多通道传感器的采样值传输至监控后台，监控后台实时展示多通道传感器的采样值。
[0013]一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统，包括多通道传感器、数据处理模块、温度补偿模块和模数转换模块，所述多通道传感器与数据处理模块连接，所述多通道传感器用于实时采集终端信号，所述温度补偿模块用于采集多通道传感器所处环境的温度信号，并获取温度信号的PID输出值，所述数据处理模块还与温度补偿模块连接，所述数据处理模块用于对多通道传感器采集的终端信号进行信号预处理，所述数据处理模块还用于根据PID输出值对终端信号进行温度补偿，所述模数转换模块与数据处理模块连接，所述模数转换模块用于将温度补偿后的终端信号进行模数转换，获取终端信号对应的数字信号。
[0014]进一步的，所述温度补偿模块包括温度采集单元和PID控制器，所述温度采集单元与PID控制器连接，所述温度采集单元设置在终端上，用于采集多通道传感器所处环境的温度信号，所述PID控制器与数据处理模块连接，所述PID控制器用于根据温度信号获取温度补偿所需的PID输出值，并将PID输出值传输至数据处理模块，数据处理模块根据PID输出值进行温度补偿。
[0015]进一步的，所述数据处理模块包括滤波放大单元和温度补偿处理单元，所述滤波放大单元与多通道传感器连接，所述滤波放大单元用于对多通道传感器采集到的数据进行噪声滤除，并对噪声滤除后的数据进行信号放大，所述温度补偿处理单元同时与滤波放大单元以及PID控制器连接，所述温度补偿处理单元根据PID控制器传输的PID输出值对滤波放大单元处理后的终端信号进行温度补偿。
[0016]进一步的，所述模数转换模块包括24位模数转换芯片。
[0017]进一步的，还包括中央处理器和监控后台，所述中央处理器与模数转换模块连接，所述中央处理器用于对模数转换模块获取的数字信号进行计算，获取多通道传感器的采样值，所述监控后台与中央处理器无线连接，所述监控后台用于实时展示多通道传感器的采样值。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]能够通过PID控制器实现温度补偿，且温度采集单元设置在终端上，即设置在传感器的采样点上，能够准确获取传感器采样点的温度，在进行温度补偿时，准确性更高。且分别考虑温度对于多通道传感器采用精度、终端运行和模数转换芯片运行的影响，计算对应的关联系数和相应权重，在进行温度补偿时，能够考虑到采样数据在不同环节受到的影响，温度补偿的准确性更高，后续获取的多通道传感器采样结果的准确性也更高。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的一种结构示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例的一种PID调节电路图；
[0022]图3是本专利技术的一种流程示意图。
[0023]其中：1、多通道传感器，2、数据处理模块，21、滤波放大单元，22、温度补偿处理单元，3、温度补偿模块，31、温度采集单元，32、PID控制器，4、模数转换模块，5、中央处理器，6、监控后台。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步描述。
[0025]实施例：
[0026]一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统，如图1所示，包括多通道传感器1、数据处理模块2、温度补偿模块3和模数转换模块4，所述多通道传感器与数据处理模块连接，所述多通道传感器用于实时采集终端信号，所述温度补偿模块用于采集多通道传感器所处环境的温度信号，并获取温度信号的PID输出值，所述数据处理模块还与温度补偿模块连接，所述数据处理模块用于对多通道传感器采集的终端信号进行信号预处理，所述数据处理模块还用于根据PID输出值对终端信号进行温度补偿，所述模数转换模块与数据处理模块连接，所述模数转换模块用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，多通道传感器实时采集终端信号，对采集的终端信号进行信号预处理；步骤二，采集多通道传感器所处环境的温度信号，并根据温度补偿模块获取温度信号的PID输出值；步骤三，根据PID输出值对信号预处理后的终端信号进行温度补偿，获取终端信号对应的模拟信号值，并对模拟信号值进行模数转换，获取对应的数字信号。2.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样方法，其特征在于，步骤二中所述采集多通道传感器所处环境的温度信号，并根据PID控制算法获取温度信号的PID输出值的具体过程为：获取多通道传感器采集的终端信号类型，并根据终端信号类型设置PID控制器参数，将温度信号与PID控制器参数进行比较，获取两者差值，通过比例、积分和微分运算对两者差值进行调节，获取温度信号的PID输出值。3.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样方法，其特征在于，步骤三中根据PID输出值对信号处理后的终端信号进行温度补偿的具体过程为：获取终端信号类型，依次计算温度与终端运行、多通道传感器采样精度以及模数转换芯片运行之间的关联系数，并根据关联系数的计算结果设置终端运行关联系数、多通道传感器采样精度关联系数和模数转换芯片运行关联系数的权重，根据PID输出值、关联系数以及对应的权重对终端信号进行温度补偿。4.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样方法，其特征在于，步骤三中对模拟信号值进行模数转换，获取对应的数字信号后，还通过中央处理器对数字信号进行计算，根据计算结果获取多通道传感器的采样值，所述中央处理器获取多通道传感器的采样值后，还将多通道传感器的采样值传输至监控后台，监控后台实时展示多通道传感器的采样值。5.一种带温度补偿的多通道传感器高精度采样系统，其特征在于，包括多通道传感器、数据处理模块、温度补偿模块和模数转换模块，所述多通道传感器与数据处理模块连接，所述多通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐定凯，秦政，钱江，李晋，高旭启，周兴，施震华，闵洁，刘文灿，陈刚，朱训林，胡伟，赵家婧，蔡婉琪，成雪，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司培训中心，
类型：发明
国别省市：