三次樣條插值在稱(chēng)重儀表誤差補(bǔ)償中的應(yīng)用

其中的分段線(xiàn)性補(bǔ)償是目前儀表較為流行的一種誤差補(bǔ)償方法，其思想和三次樣條插值誤差補(bǔ)償?shù)乃枷牖疽粯樱瑑烧叩牟顒e是分段線(xiàn)性補(bǔ)償在各個(gè)分段區(qū)間內(nèi)進(jìn)行線(xiàn)性計(jì)算，而三次樣條插值誤差補(bǔ)償在各個(gè)分段區(qū)間內(nèi)進(jìn)行非線(xiàn)性計(jì)算。分段線(xiàn)性補(bǔ)償處理方法相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)傳感器的非線(xiàn)性誤差有一定的補(bǔ)償作用，但對(duì)于高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)該方法有時(shí)難以達(dá)到精度要求。
三種處理方法誤差曲線(xiàn)分布如圖3所示。

由表2和圖3可得：
1)未補(bǔ)償時(shí)，該儀表的滿(mǎn)量程非線(xiàn)性誤差為：119／90000=0．13％FS；其絕對(duì)誤差在2 Kg處達(dá)到最大值119，在1 Kg處的相對(duì)誤差達(dá)剄最大值0．8％；
2)采用分段線(xiàn)性補(bǔ)償時(shí)，該儀表的滿(mǎn)量程非線(xiàn)性誤差為：40／90000=0.044％FS；其絕對(duì)誤差在2．5 Kg處達(dá)到最大值40，0．5 Kg處的相對(duì)誤差達(dá)到最大值0．18％；
3)采用三次樣條插值補(bǔ)償時(shí)，該儀表的滿(mǎn)量程非線(xiàn)性誤差為：13／90000=0．014％；其中絕對(duì)誤差在7．5 Kg處達(dá)到最大值13，在0．5 Kg處達(dá)到相對(duì)誤差最大值0．08％；

5 結(jié)論
通過(guò)三次祥條插值函數(shù)對(duì)儀表進(jìn)行補(bǔ)償可以得到較高的精度，滿(mǎn)量程非線(xiàn)性誤差、滿(mǎn)量程內(nèi)最大相對(duì)誤差和最大誤差都得到很好的改善，即使是傳感器在低端呈現(xiàn)凹形特征和高端呈現(xiàn)凸形特征較為嚴(yán)重的情況下依然可以得到較高的精度，相比于分段線(xiàn)性補(bǔ)償，其補(bǔ)償?shù)木纫泊鬄樘岣?。?dāng)插值點(diǎn)較少時(shí)，三次樣條插值誤差補(bǔ)償?shù)木纫确侄尉€(xiàn)性插值的誤差要小得多。采用三次樣條插值函效對(duì)儀表或其他的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，除了可似很大程度上減少傳感器非線(xiàn)性對(duì)精度的影響，還可以降低信號(hào)調(diào)理電路和AD轉(zhuǎn)換器對(duì)系統(tǒng)精度的影響。
同時(shí)應(yīng)注意到，對(duì)于有較高精度要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為獲得較好的三次樣條插值誤差補(bǔ)償效果，高精度的信號(hào)調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。
另外適當(dāng)選取插值節(jié)點(diǎn)數(shù)也非常關(guān)鍵，節(jié)點(diǎn)數(shù)選擇過(guò)少，達(dá)不到較好的補(bǔ)償效果，節(jié)點(diǎn)數(shù)過(guò)多不但造成計(jì)算量加大，還有可能造成在某些分段區(qū)間誤差過(guò)大，從而達(dá)不到很好的補(bǔ)償效果。一般的插值節(jié)點(diǎn)數(shù)選擇在10～25個(gè)左右為宜。