软件滤波技术在测控中的应用

"本文介绍了软件滤波在克服随机误差中的应用，包括数字滤波的优势和常见的数字滤波器算法，如程序判断法、中值滤波法和算术平均值滤波法。" 数字滤波是一种在软件层面处理信号的技术，主要用于减少随机干扰引起的误差。随机误差源于不可预测的环境因素，表现为测量同一量时结果的无规则变化。为应对这种情况，滤波技术在硬件层面和软件层面都能发挥作用。软件滤波尤其具有优势，因为它无需额外硬件，只需通过计算过程即可实现，且具有良好的实时性，常使用汇编语言编写。 软件滤波的优点包括： 1. 高可靠性，无需考虑阻抗匹配问题，能处理高频或低频信号，这是模拟滤波器难以做到的。 2. 经济高效，多个输入通道可共用一个软件滤波器，降低系统成本。 3. 灵活性强，通过调整滤波程序或参数，能便捷地改变滤波特性，适应不同类型的干扰，如低频噪声和脉冲干扰。 文章列举了几种常见的数字滤波算法： 1. 程序判断法（限副滤波法）：通过比较相邻采样值的增量与设定的最大差值△Y，若增量不超过△Y，采用当前采样值，否则保留前一次采样值。这种方法适用于消除轻微波动。 2. 中值滤波法：连续采集N次样本，排序后取中间值作为滤波结果，适用于去除离群点，如脉冲干扰。 3. 算术平均值滤波法：计算N次采样值的平均值作为滤波结果，能够平滑信号，降低噪声影响。 举例说明了MCS-51单片机指令如何实现这些滤波子程序，提供了具体的代码示例。算术平均值滤波算法中，连续N次采样值的平均值被计算并保存，以降低随机噪声的影响。 软件滤波是现代测控行业中不可或缺的技术，通过运用各种滤波算法，可以在不增加硬件复杂性的情况下提升系统性能和测量精度。