工業記錄儀的濾波和移動平均數

日期：2024-04-25 12:39

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摘要：

工業記錄儀的濾波和移動平均數

介紹

各種現象包括溫度都可以利用傳感器將它們轉換成電信號來進行測量。現象越細微，傳感器可以接收到的電信號就越微弱，也越容易受到各種噪音的影響，這是製約測量精度的一個因素。基於這種情況，接下來我們以μR係列產品的濾波與移動平均數為例，介紹工業記錄儀的基本原理和功能操作。濾波與移動平均數可以減少或抑製汙染輸入信號的噪音的影響。

什麼是濾波功能

µR係列工業記錄儀(筆式機型)配備有濾波功能，用於減少或抑製汙染輸入信號的噪音的影響。濾波功能測量輸入信號，並在*終輸出測量值時通過固件處理使它們受製於一階滯後濾波(阻尼)。在記錄儀的*後輸出階段，濾波功能的工作方式與由電阻器和電容器構成的低通濾波器的工作方式相同(見圖1)。

圖1: 低通濾波器

圖2: 階躍輸入

一階滯後指的是響應曲線的輸出，如圖3所示。當圖2所示的階躍輸入發生時，一階滯後產生。圖3中時間常數T表示達到63.2％的輸出值所需要的時間(以秒為單位)。這表示延長時間常數T需要一個延長的時期以達到100％輸出，從而使濾波功能發揮更強的作用。在μR係列中，可以選擇2秒，5秒或10秒的時間常數。

圖3: 響應曲線輸出
(指數函數回應)

通過這種方式應用濾波功能，可以減少或抑製由噪音引起的不穩定的或受汙染的輸入信號，並獲得平穩的測量結果。

什麼是移動平均數？

µR係列工業記錄儀(點陣型)標配有移動平均數功能，可以抑製加載在信號上的噪音的影響。在掃描周期采集的*新m值的平均值用作通道的測量值。

移動平均數數據點(m)的數量可以設定為2～16。下圖展示了當移動平均數數據點的數量設定為5時，計算移動平均數的緩衝器的操作。

圖4: 移動平均數

使用移動平均，可以減少或抑製噪音引起的不穩定的或受汙染的輸入信號，並獲得平穩的測量結果。

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