本技術涉及模型傳感器,尤其涉及一種模數轉換校準系統、方法及設備。
背景技術:
1、目前,模數(a/d)轉換器的信息表中一般都會提供相關誤差,例如失調誤差和增益誤差,也會關注內部電路的溫漂、電壓噪聲等參數對誤差的影響;但在實際應用中,由于a/d轉換器、外圍電路、傳感器共同組成整個系統,而計算過程一般只考慮數據表提供的內部誤差,忽略了外圍電路、傳感器的精度,從而造成精度偏差。
技術實現思路
1、有鑒于此,本技術實施例提供了一種模數轉換校準系統、方法及設備,旨在考慮外圍電路及傳感器精度偏差,減小誤差。
2、第一方面,本技術實施例提供了一種模數轉換校準系統,所述系統包括:基準端、傳感器、第一連接模組、第二連接模組、選擇開關、模數轉換器和控制器;
3、基準端連接第一連接模組的輸入端,所述第一連接模組輸出端連接所述選擇開關第一選擇端;傳感器連接第二連接模組的輸入端,所述第二連接模組輸出端連接所述選擇開關第二選擇端,第一連接模組和第二連接模組的電路相同;
4、所述選擇開關的輸出端連接所述模數轉換器,所述選擇開關的控制端與所述控制器連接;
5、所述基準端,用于生成與傳感器的真實值相同類型的基準值;
6、所述控制器,用于控制所述選擇開關切換連接至第一選擇端,基于所述基準端的基準值、模數轉換器對應所述基準值輸出的基準轉換信號和所述第一連接模組包括的轉換電阻,確定系統的基準校準系數;控制所述選擇開關切換連接至第二選擇端,結合所述基準校準系數,確定所述傳感器的實際值對應在所述模數轉換器輸出的實際轉換信號。
7、可選的,所述基準校準系數包括增益誤差和失調誤差,所述傳感器為電壓型傳感器或電流型傳感器;
8、所述控制器,還用于獲取所述第一基準信號對應的第一基準轉換信號,第二基準信號對應的第二基準轉換信號;基于第一轉換模塊包括的電阻的連接關系及阻值,計算第一轉換模塊的電阻系數;計算第一比值與所述電阻系數的比值,得到增益誤差;計算第一基準轉換信號減去第一比值與第一基準信號的乘積,得到失調誤差;將所述實際值、電阻系數以及所述增益誤差的乘積加上所述失調誤差,得到所述實際轉換信號;所述第一比值為第二基準轉換信號減第一基準轉換信號的差值與第二基準信號減第一基準信號的差值的比值。
9、可選的,所述傳感器為電壓型傳感器,所述基準端為可控電壓源;
10、所述第一連接模組和第二連接模組均包括電阻r1、電阻r2和電阻r3,所述電阻r1的第二端連接電阻r3的第一端,所述電阻r2是連接在所述電阻r1和所述電阻r3之間節點的下拉電阻;
11、所述第一連接模組的電阻r1的第一端為第一連接模組的輸入端,所述第二連接模組的電阻r1的第一端為第二連接模組的輸入端,所述第一連接模組的電阻r3的第二端為所述第一連接模組的輸出端,所述第二連接模組的電阻r3的第二端為所述第二連接模組的輸出端;
12、所述電阻系數為所述電阻r2與所述電阻r1和所述電阻r2的和值的比值。
13、可選的,所述傳感器為電流型傳感器,所述基準端為可控電流源;
14、所述第一連接模組和第二連接模組均包括電阻r4和電阻r5,所述電阻r4的第一端連接電阻r5的第一端,所述電阻r4為下拉電阻;
15、所述第一連接模組的電阻r4的第一端還為第一連接模組的輸入端,所述第二連接模組的電阻r4的第一端還為第二連接模組的輸入端,所述第一連接模組的電阻r5的第二端為所述第一連接模組的輸出端,所述第二連接模組的電阻r5的第二端為所述第二連接模組的輸出端;
16、所述電阻系數為所述電阻r4。
17、可選的,所述傳感器為電阻型傳感器,所述基準端為可調電阻模塊;
18、所述第一連接模組和第二連接模組均包括電阻r6和電阻r7,所述電阻r6的第一端與參考電壓端連接,所述電阻r6的第二端與電阻r7的第一端連接;
19、所述第一連接模組的電阻r6的第二端連接所述可調電阻模塊的第一端,所述可調電阻模塊的第二端接地,所述第二連接模塊的電阻r6的第二端連接所述傳感器的第一端,所述傳感器的第二端接地,所述第一連接模塊的電阻r7的第二端為所述第一連接模塊的輸出端,所述第二連接模塊的電阻r7的第二端為所述第二連接模塊的輸出端;
20、所述可調電阻模塊至少包括電阻一r01和電阻二r02,所述控制器,用于獲取所述可調電阻模塊為電阻一r01時,對應所述模數轉換輸出的第一基準轉換信號ya,形成式一ya=kv(r01/(r01+r6))+b;獲取所述可調電阻模塊為電阻二r02時,對應所述模數轉換輸出的第二基準轉換信號yb,形成式二yb=kv(r02/(r02+r6))+b;聯立式一和式二,得到增益系數k和失調系數b,其中,v為所述參考電壓端的電壓值;將所述增益系數k、失調系數b以及將從傳感器采集到的實際值替換r01帶入式一,得到所述實際轉換信號。
21、可選的,該系統還包括溫度傳感器,所述溫度傳感器的信號輸出端與所述處理器連接;
22、所述處理器,還用于記錄不同溫度下所獲得的基準校準系數,并形成溫度與基準校準系數的關系表。
23、第二方面,本技術還提供了一種模數轉換校準方法,應用于上述的一種模數轉換校準系統中的處理器,所述方法包括:
24、在傳感器處于未工作的空閑時間段,控制所述選擇開關切換連接至第一選擇端,
25、多次計算獲取基準校準系數,并計算多次所述基準校準系數的平均基準校準系數;
26、在傳感器重新進入工作時間段時,控制所述選擇開關切換連接至第二選擇端;
27、基于所述平均基準校準系數,確定所述傳感器的實際值對應在所述模數轉換器輸出的實際轉換信號。
28、可選的,所述空閑時間段和工作時間段按照預設的頻率切換設置。
29、可選的,所述方法還包括:
30、在傳感器處于工作時間段時,通過溫度傳感器確定系統的第一溫度;
31、查溫度與基準校準系數的關系表,確定所述第一溫度對應的基準校準系數;
32、基于所述基準校準系數,確定所述傳感器的實際值對應在所述模數轉換器輸出的實際轉換信號。
33、第三方面,本技術還提供了一種處理設備,包括存儲器和處理器,所述存儲器用于存儲指令或代碼,所述處理器用于執行所述指令或代碼,以使所述設備執行上述的一種模數轉換校準方法。
34、本技術實施例提供了一種模數轉換校準系統、方法及設備。本技術的基準端連接第一連接模組的輸入端,所述第一連接模組輸出端連接所述選擇開關第一選擇端;傳感器連接第二連接模組的輸入端,所述第二連接模組輸出端連接所述選擇開關第二選擇端,第一連接模組和第二連接模組的電路相同;可以通過基準端和第一連接模組來間接確定傳感器到模數轉換器之間電路累計的誤差,從而形成基準校準系數。通過控制器控制選擇開關切換模數轉換器與基準端連接,確定基準校準系數,也可以控制選擇開關切換模數轉換模塊與傳感器連接,基于基準校準系數來確定傳感器的實際值對應在所述模數轉換器輸出的實際轉換信號。如此能夠,通過第一連接模塊和第二連接模塊,將外圍電路及傳感器精度偏差綜合到基準校準系數中,從校正傳感器的實際值通過模數轉換器輸出的實際轉換信號。