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知识之窗
2005年11月
工业记录仪的滤波和移动平均数
介绍
各种现象包括温度都可以利用传感器将它们转换成电信号来进行测量。现象越细微，传感器可以接收到的电信号就越微弱，也越容易受到各种噪音的影响，这是制约测量精度的一个因素。基于这种情况，接下来我们以μR系列产品的滤波与移动平均数为例，介绍工业记录仪的基本原理和功能操作。滤波与移动平均数可以减少或抑制污染输入信号的噪音的影响。
什么是滤波功能
µR系列工业记录仪(笔式机型)配备有滤波功能，用于减少或抑制污染输入信号的噪音的影响。滤波功能测量输入信号，并在最终输出测量值时通过固件处理使它们受制于一阶滞后滤波(阻尼)。在记录仪的最后输出阶段，滤波功能的工作方式与由电阻器和电容器构成的低通滤波器的工作方式相同(见图1)。
图1: 低通滤波器
图2: 阶跃输入
一阶滞后指的是响应曲线的输出，如图3所示。当图2所示的阶跃输入发生时，一阶滞后产生。图3中时间常数T表示达到63.2％的输出值所需要的时间(以秒为单位)。这表示延长时间常数T需要一个延长的时期以达到100％输出，从而使滤波功能发挥更强的作用。在μR系列中，可以选择2秒，5秒或10秒的时间常数。
图3: 响应曲线输出
(指数函数回应)
通过这种方式应用滤波功能，可以减少或抑制由噪音引起的不稳定的或受污染的输入信号，并获得平稳的测量结果。
什么是移动平均数？
µR系列工业记录仪(点阵型)标配有移动平均数功能，可以抑制加载在信号上的噪音的影响。在扫描周期采集的最新m值的平均值用作通道的测量值。
移动平均数数据点(m)的数量可以设定为2～16。下图展示了当移动平均数数据点的数量设定为5时，计算移动平均数的缓冲器的操作。
图4: 移动平均数
使用移动平均，可以减少或抑制噪音引起的不稳定的或受污染的输入信号，并获得平稳的测量结果。
移动平均数数据点(m)的数量可以设定为2～16。下图展示了当移动平均数数据点的数量设定为5时，计算移动平均数的缓冲器的操作。
图4: 移动平均数
使用移动平均，可以减少或抑制噪音引起的不稳定的或受污染的输入信号，并获得平稳的测量结果。
