另外,因为最后结果要保留3位小数,而如果运算过程中涉及小数会使运算比较麻烦,因而将要处理的数据都扩大1000倍。这样,只要在最后结果显示时将小数点前移3位即可。综上,用浮点运算进行数据处理的流程如图4所示。

通过实验改进处理过程

按上面所描述的方法,对采集结果进行标定,由初次实验得到的实验数据发现,测得数据比实验数据偏高,进一步发现当输入电压为零时系统仍测得为0.02V,也就是说存在零点误差。而测得电压一直比实际电压高也是由此零点误差引起的。通过在软件中消去直流误差,同时从参考电压 方面考虑,为了提高测量结果的精度,采取了两种措施:①硬件上用专门的电源芯片提供高精度的参考电压。②软件上对参考电压的误差进行补偿。后者灵活性较大,简单易行。

系统完成后,由于电路上的压降及各个芯片的影响,测得进入单片机的参考电压实际只有4.91V,用这个电压值来修正开始值 ,再进行实验,其实验结果就比较理想了。最终,测量的相对误差在0.5%以内,绝对误差也不超过0.02V。

结语

在10位A/D转换满足精度要求的前提下,充分利用80C196KB的片上A/D转换,既可以简化系统又简单易行。而对高精度测试测量,浮点运算是必不可少的。而且A/D转换中,模拟信号接口电路、零点误差的消除,以及参考电压的修正都是必要的,因而本文介绍的A/D采集及数据处理有很强的通用性。尤其是对高精度测量系统,有一定参考价值。

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