如何對(duì)溫度流量等非線性信號(hào)進(jìn)行量程變換
概述
要對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，直接測(cè)量往往是比較困難的，如要測(cè)量一個(gè)反應(yīng)爐的溫度，在高達(dá)幾百度的環(huán)境中直接用水銀或酒精溫度計(jì)測(cè)量是不可能的，因?yàn)樵诖藴囟认聹囟扔?jì)本身可能已經(jīng)損壞，即使在常溫下，而且其測(cè)量精度也達(dá)不到工業(yè)控制的需要。因此此時(shí)一般采用熱電偶、熱電阻等測(cè)量元件進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)。在傳感器的測(cè)量元件（尤其是敏感元件）有許多具有非線性的靜特性。例如，熱電偶、熱電阻在溫度的檢測(cè)和控制中得到了非常廣泛的應(yīng)用。然而，這些傳感器都具有非線性特性。熱電偶、熱電阻的非線性特性由相應(yīng)的分度表給出�？梢�(jiàn)，為了保證測(cè)量輸出信號(hào)（如0－5V電壓信號(hào)）和實(shí)際測(cè)量的物理信號(hào)之間一致，必須對(duì)傳感器輸出進(jìn)行非線性的變換。
如前所述，分段線性化的輸入和輸出之間存在著非線性的關(guān)系。它的基本原理是把輸入信號(hào)分成若干段，在每一段上都可以認(rèn)為是輸入和輸出之間存在著線性的關(guān)系，對(duì)于這些量而言，在整個(gè)量程范圍內(nèi)是非線性的，但是就輸入的某一個(gè)局部范圍之內(nèi)，其輸出和輸入可以近似的認(rèn)為是線性關(guān)系。理論證明，只要段的間距足夠的小，分段的數(shù)量足夠的多，對(duì)于任何連續(xù)函數(shù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，都可以用分段線性化來(lái)處理。但是在實(shí)際的應(yīng)用中，分段的數(shù)量不宜太多，往往根據(jù)測(cè)量精度的實(shí)際要求，權(quán)衡使用分段的數(shù)量。
公式：假設(shè)在輸入x分成n段：X1，X 2，X 3，…….，X n，輸出y分別對(duì)應(yīng)于：Y1，Y2，Y3，……，Yn，則輸出的計(jì)算公式是：
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輸入 |
輸出 |
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小于X1 |
等于Y1 |
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等于Xi |
等于Yi |
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Xi<x<Xi+1 |
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大于Xn |
等于Yn |
如下圖示：
如下圖示：  分段線性化表的組態(tài)： 分段線性化表是模擬IO點(diǎn)的一個(gè)參數(shù)，要進(jìn)行分段線性化必須建立分段線性化表。從組態(tài)環(huán)境中的導(dǎo)航樹“數(shù)據(jù)庫(kù)／點(diǎn)組態(tài)”進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)，在數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序菜單中選擇“工程／分段線性化表”，進(jìn)入到分段線性化表的管理界面： 點(diǎn)擊增加，則進(jìn)入到分段線性化表組態(tài)：
表名是分段線性化的索引，在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中唯一，由字母和數(shù)字組成，最多不超過(guò)64個(gè)字符。 前面說(shuō)過(guò)，分段線性化表是把輸入分成若干段，每一個(gè)分隔點(diǎn)都有一個(gè)輸入和輸出與之對(duì)應(yīng)。因此，在組態(tài)時(shí)，要設(shè)計(jì)其分隔點(diǎn)的輸入和輸出，在分段設(shè)置框中分別輸入合適的輸入值和輸出值，點(diǎn)擊增加，則在分段線性化表中就增加一個(gè)分隔點(diǎn)。因?yàn)榉侄尉�性化對(duì)于一個(gè)輸入只能有一個(gè)輸出，如果增加時(shí)相同的輸入已經(jīng)存在，則增加無(wú)效。 修改時(shí)如果當(dāng)前選中了一個(gè)分隔點(diǎn)，則修改時(shí)只修改當(dāng)前選中分隔點(diǎn)的輸出值。 刪除時(shí)刪除當(dāng)前表的選中的分隔點(diǎn)。 對(duì)于一個(gè)分段線性化表而言，最少需要有兩個(gè)分隔點(diǎn)。 建立一個(gè)分段線性化表之后，就可以在模擬IO點(diǎn)中引用了，在點(diǎn)表中選擇一個(gè)模擬IO點(diǎn)，在其基本參數(shù)頁(yè)中進(jìn)行分段線性化組態(tài)：  注意，如果要進(jìn)行分段線性化，必須首先讓該點(diǎn)分段線性化使能。在分段線性化表中選擇已經(jīng)組態(tài)好的分段線性化表，如果沒(méi)有組態(tài)，則點(diǎn)擊按鈕 新增加一個(gè)分段線性化表，也可以通過(guò)點(diǎn)擊按鈕 對(duì)已經(jīng)建立的分段線性化表進(jìn)行修改。 這樣，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，DB將自動(dòng)對(duì)輸入變量進(jìn)行分段線性化。
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