基于ARM與有理數濾波的甲烷體積分數監測系統
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4 測試結果
在實際的采樣數據濾波過程中，需要設定可信度距離d，而可信度距離d可根據對采樣精度的要求、允許數據波動的范圍和實際輸出的要求來定。如傳感器連續輸出10次采樣電壓值，可信度距離取d=0．004，那么ξi和αi的值如表1所示。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/195045.htm
運用未確知有理數數據濾波法，由未確知數期望顯示采樣結果為
系統的軟件、硬件分別測試完成后，需要經過系統標定，然后才能用來測試測量。標定就是用一組標準的物理信號輸入到測試系統，得出一組與之對應的輸出電信號，然后通過數據處理，確定系統輸出的電信號與輸入物理信號之間的對應關系。這樣就可以根據標定時得到的對應關系，將測量到的電信號數值轉化成對應的物理信號數值。
統計CH4體積分數與電壓值對應關系，建立擬合曲線。假設非線性特性曲線擬合方程的n次多項式為
對體積分數測試系統進行靜態標定實驗，獲得一組體積分數值和與之對應的輸出值，計算出待定常數α0～α6。將系數α0～α6存入內存，這樣，以后在測試過程中就可以根據式(4)將傳感器的輸出值變換為體積分數值。擬合后函數參數為[α6～α0]=[-0.001 7，0．010 2，0．051 4，-0．652 2，2．483 2，-5．172 1，5．784 0]。如圖6所示，為CH4體積分數和采集電壓的擬合曲線圖。
如圖7所示為監控軟件截取的CH4體積分數曲線圖，系統測試精度能達到約5×106，經過濾波后數據比較平滑，由于氣體的波動性較強，起伏仍然比較明顯，但可以較好地滿足甲烷監測的需要。
5 結束語
針對現有甲烷檢測裝置存在的檢測范圍窄、結構簡單、檢測速度慢等缺點，在研究嵌入式技術的基礎上，設計了一種基于ARM處理核心的檢測系統。采用鎖相放大器來檢測光學傳感器的微弱信號，提高了測試精度，同時采用的有理數濾波技術提高了監測系統的可信度，基本能滿足CH4氣體監測的要求，可廣泛應用于煤礦甲烷檢測系統中。
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