3

Программа получает данные с датчика, измеряющего напряжение в вольтах.
Приходят целые значения в вольтах. Т.е. если на вход подать 1.9в, на выходе получаем значение 1. А если на вход подать 2в, то получаем уже два.

Датчик имеет собственный шум (+/- 0.1 вольт) который складывается с измеряемым значением.

Это создает проблемы при входном напряжении, которое находится рядом с целыми значениями. К примеру, если входное напряжение равно 2в, то в реальности будут замерены напряжения 1.9..2.1 (добавляются шумы), и показания будут скакать между 1 и 2. (хотя и ожидается постоянное 2).

На рисунке синяя линия - вариант, когда входной сигнал далеко от границ целых значений, и шум (неровность линии), не меняет результат. Красная линия - вариант, когда входной сигнал на границе.

Конечному пользователю необходимо показать постоянное, не меняющееся значение.

Что было сделано:

  • усреднение значения за несколько замеров, не помогает, т.к. усредненное значение также пляшет то в одну то в другую сторону
  • изменение конечного показания только при изменении входного больше чем на единицу, помогает, то теряется точность и добавляется "люфт"

введите сюда описание изображения

Какие ещё есть варианты решения, как вообще называются подобные проблемы перевода аналоговых значений в цифровые (чтобы погуглить).

(Цифры упрощены, в реальности немного другие, суть не меняется)

11
  • усреднение значения за несколько замеров, не помогает, т.к. усредненное значение также пляшет то в одну то в другую сторону — усреднённое значение потом округляется до целого? Если нет, то, казалось бы, не должно сильно меняться
    – diralik
    16 дек 2017 в 18:13
  • @diraria да, округляется до целого 16 дек 2017 в 18:19
  • может не округлять, ну или округлять до одной десятой, ну или округлять до одной второй, например
    – diralik
    16 дек 2017 в 18:21
  • И вообще, кажется, я вопрос не понимаю.
    – Qwertiy
    16 дек 2017 в 19:31
  • Вы точно не перепутали синюю и красную линию в вопросе?
    – Kromster
    16 дек 2017 в 20:05

3 ответа 3

2

Боюсь что тут вы ничего не поделаете, если у вас точность округления в единицу, то понятно, что при скачке на границе точности будет скакать и результат... Правда даже несмотря на то что датчик считает в целых числах, то среднее вы можете выдавать в дробных, тогда больших скачков уже не будет.

3
  • Развил идею, добавил гистерезис, получилось приемлемо, спасибо! 25 дек 2017 в 1:22
  • Добавлю, что вместо обычного скользящего среднего гораздо удобнее использовать фильтр Калмана. Он проще в программной реализации и легко настраивается.
    – maestro
    27 дек 2017 в 16:54
  • @maestro Большое спасибо! Это то, что было нужно! 2 янв 2018 в 14:26
2

В итоге сделал так.

Делается некоторое кол-во замеров, получаем общее значение (дробное). Это позволяет убрать шум до какой-то степени, но пока еще просто округлять результат рано, т.к. на границе целых чисел будет все равно скакать итоговое значение.

Далее, к полученному среднему значению (дробному) добавляется смещение в 0.2, в сторону, зависящую от предыдущего, конечного показания. После чего, сумма округляется и выдается конечному пользователю.

Таким образом, чтобы "переключиться" в следующее, целое значение, нужно чтобы сигнал на входе изменился минимум на 0.2в, что больше чем шумы.

Гуглил по "гистерезис". Так, примерно, работает терморегулятор на утюге (не постоянно щелкает, а переключается только при изменении температуры на значимое кол-во градусов).

0

Почему бы не округлить? Например при диапазоне от нуля до единицы всё, что выше 0.707 округляется до единицы, а всё что меньше до нуля. У вас диапазон больше, и числа будут немного другие, но не суть важно.

11
  • С датчика приходят целые значения, что вы имеете в виду под округлением? 16 дек 2017 в 18:00
  • Ах вот так даже! Я по описанию проблемы подумал, что датчик даёт аналоговый сигнал. Но раз так, тогда придётся считать среднее значение и средне квадратичное значение. В общем чистая метрология.
    – Igor Pawus
    16 дек 2017 в 18:07
  • 2
    @VladimirGamalyan, если датчик даёт целые значения, то о какой погрешности 0.1 говорится в вопросе?
    – Qwertiy
    16 дек 2017 в 19:29
  • @Qwertiy Справедливости ради, погрешность существует всегда и везде. Просто одни измерительные приборы дают приемлемую точность, а другие нет. Впрочем это уже сильно далеко от темы.
    – Igor Pawus
    16 дек 2017 в 20:40
  • @Qwertiy 0.1 это шум, т.е. подавая на вход напряжение ровно 5 вольт, в реальности будет измерено от 4.9 до 5.1, т.е. на выходе будут скакать значения 4 и 5. 16 дек 2017 в 21:22

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.