如何实现线性标定校准

1 原理

假设一个采样系统，AD部分可以得到数字量，对应的物理量为电压(或其他);

① 若在“零点”标定一个AD值点Xmin，在“最大处”标定一个AD值点Xmax，根据“两点成一条直线”的原理，可以得到一条由零点和最大点连起来的一条直线，这条直线的斜率k很容易求得，然后套如直线方程求解每一个点X(AD采样值)，可以得到该AD值对应的物理量(电压值)：

上图中的斜率k：

k =(Ymax-Ymin)/(Xmax-Xmin)

(因为第一点为“零点”，故上面的Ymin = 0)

所以，上图中任一点的AD值对应的物理量：

y = k×(Xad- Xmin)+0

② 上面的算法只是在“零点”和“最大点”之间做了标定，如果使用中间的AD采样值会带来很大的对应物理量的误差，解决的办法是多插入一些标定点。

如下图，分别插入了标定点(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4) 四个点：

这样将获得不再是一条直线，而是一条“折现”(相当于分段处理)，若欲求解落在x1和x2之间一点Xad值对应的电压值：

y = k×(Xad– X1)+ y1

由上看出，中间插入的“标定点”越多，得到物理值“精度”越高。

2 仿真软件

按照上述想法，实现了一个线性标定校准仿真软件，该软件具有：

a “标定点”集合的管理(加入、删除、保存、读取);

b 计算一个新AD值对应的物理量

仿真软件每次启动初始化时，读取“标定点”集合(保存在“配置.ini”中);当加入一个新的标定点时，按排序查找插入到相应的位置;输入一个要求解的AD值对应的电压，该AD值查找到“标定点”集合中适合位置，按直线方程计算出该AD对应的物理量。

该软件需配合“配置.ini”文件使用。标定(校准)的实现全部在Acq.h、Acq.cpp中。