【正文】 nostic algorithm is developed to identify% the faulty sensors and subsequently deactivate them. With the diagnostic algorithm, the system is able to isolate the faulty sensors and produce an accurate temperature measurement. Unlike the conventional sensing system, the proposed system utilizes a small number of sensors to determine the measured, based on the principle of successive approximation and statistical estimation. The system has a built in redundancy, that improves the robustness of the measurement. Finally, the principle applied in this system is generic, and can easily be adjusted to measure other properties. 附錄B多傳感器的自我測量診斷系統(tǒng)摘要一個新的傳感器的溫度測量系統(tǒng)的自我診斷、開發(fā)，以取代傳統(tǒng)的系統(tǒng)只使用一個單一的傳感器。由16位微處理器，每個傳感器輸出的傳感器陣列是與隨機選取的參考電壓進行電壓比較，結(jié)果是一個二進制的“ 1 ”或“0” ?！?”和“1”的計算使用統(tǒng)計估計和逐次逼近方法。軟件診斷算法是發(fā)達國家來檢測和隔離故障的應(yīng)用于傳感器的算法，可以用在傳感器陣列，并可重新調(diào)整系統(tǒng)。 實驗結(jié)果表明，溫度測量獲得準確數(shù)據(jù)，與自我診斷算法的準確性，及系統(tǒng)是否存在故障傳感器密切相關(guān)。導(dǎo)言傳統(tǒng)的傳感系統(tǒng)使用一個傳感器轉(zhuǎn)換測量成電信號。不存在內(nèi)置冗余和系統(tǒng)的完全依賴單傳感器的精度。最近，一種利用一種原則提出新的方法， 逐次逼近和統(tǒng)計估計提供簡單而準確的估計的測量，只用少量的傳感器，取代了傳統(tǒng)只用單一的傳感器的方法， 多傳感器陣列還提高了系統(tǒng)的準確性，降低了系統(tǒng)依賴于任何單一傳感器，甚至那個系統(tǒng)有一個故障的傳感器。為了克服由于存在故障的傳感器系統(tǒng)準確性的問題，自我診斷算法是設(shè)計一種方法，以確定和隔離故障的傳感器，使這些傳感器不被用來測定溫度數(shù)值。本文的發(fā)展，這種概念納入實際系統(tǒng)的溫度測量中。系統(tǒng)架構(gòu)和運行他的硬件系統(tǒng)由36個溫度傳感器在恩索爾陣列的信號調(diào)理電路和一個16位微控制器所組成 。每個傳感器，有專門的控制的開關(guān)和輸出電壓。 所有的輸出36傳感器輸入開關(guān)電路。開關(guān)電路由一個解碼器和一個模擬多路控制軟件按順序選擇一個輸出。那個選定的輸出輸入信號調(diào)理電路處理前被發(fā)送到微控制器。一個完成校準的傳感器用于傳感器陣列的校準，事先獲得其電壓溫度特性。其一系列數(shù)據(jù)被認為是線性的溫度數(shù)據(jù)，才能在一個方程中使用，用軟件算法轉(zhuǎn)換電壓讀成溫度讀數(shù)。溫度測量要獲得的估計輸出溫度， 數(shù)學(xué)原則，逐次逼近和 統(tǒng)計估計方法。模擬傳感器輸出的 關(guān)于選定的順序開關(guān)電路和轉(zhuǎn)嫁 非反相輸入電壓比較。參考電壓是確定的 ，軟件程序是用于反相輸入的 電壓比較。如果模擬傳感器電壓高比參考電壓那么輸出的比較結(jié)果是二進制“ 1 ” ，否則其結(jié)果是一個二進制“0” 。 基于Apriority 的特點，用溫度傳感器和溫度范圍來衡量電壓范圍 。然后根據(jù)quantized不同層次的步驟 ，說明的其中那些是一些傳感器 、傳感器陣列和代表 最高和最低值的初始電壓范圍 ，這些都要在逐次逼近之前進行。對于每個 傳感器陣列，一個參考電壓 是隨機挑選的比較在電壓進行 比較。這是為了減少依賴任何傳感器參考電壓。輸出的比較值，是二進制“ 1 ”或“0”。那個 參考電壓生成軟件 算法和轉(zhuǎn)換成模擬電壓通過一個12 位數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器 。一個完整的周期及處理模擬傳感器電壓所有36傳感器，從而獲得36位二進制數(shù)據(jù)。 二進制輸出比較是交給 微控制器的shore處理。微控制器清點二進制的“1”讀周期。基于 數(shù)量的“1” ，統(tǒng)計估計是用來獲取溫度估計值的。 如果精卻的估計，所給予參考電壓 ，不 滿足預(yù)定，逐次逼近是可以減少或縮小的參考電壓范圍的。新的參考電壓范圍內(nèi)為新的 “讀周期”做準備，目前估計的傳感器輸出，是當前的電壓步長的一個整數(shù)倍，從而控制下一個參考電壓范圍。那個新的電壓范圍內(nèi)再次逼近真是的電壓。電壓循環(huán)逐次逼近，直到進行到必要的 精度。總體而言，參考電壓范圍， 步長和傳感器電壓輸出，是最后電壓估計轉(zhuǎn)化為真實溫度的必要數(shù)據(jù)。除了計算溫度估計，該軟件程序還負責 同步的各種硬件組件，以確保 該傳感器的讀數(shù)進行處理以正確的順序。 總體而言，該系統(tǒng)的工作原理是在每個傳感器陣列中模擬信號的數(shù)字化。統(tǒng)計估計是用來獲得第一近似值的溫度。然后采用近似的估計數(shù)的基礎(chǔ)上，以減少電壓范圍，直至達到所需的精度。那個過程是反復(fù)進行，直至得到溫度測量理想的準確性。自診斷自我診斷算法是一種程序來檢測是否有任何傳感器陣列故障的，孤立和停用任何故障傳感器本和為了彌補故障的傳感器。診斷假設(shè)大多數(shù)傳感器陣列中的良好秩序。如果一個溫度傳感器的測量值X不同于的實際溫度 ，則它被列為故障的傳感器。其中x是一個用戶定義的值，取決于溫度傳感器的使用和精度要求。診斷同時參考電壓應(yīng)用于電壓比較所有的傳感器的“閱讀周期39。39。 。在原則上，所有的傳感器將產(chǎn)生同樣的數(shù)字。但有兩個例外：選擇的參考電壓，是非常接近相應(yīng)的電壓的實際溫度；如果傳感器出現(xiàn)故障，并帶來一個不準確的輸出不同與那些大多數(shù)傳感器。因此，作為參考電壓適用于比較之間變換速度。它應(yīng)該能夠分開好的與故障傳的感器。診斷算法如下。在某溫度下，不斷選取參考電壓應(yīng)用于比較所有的傳感器陣列。總數(shù)的“1”和“0”的計算。一個傳感器屬于少數(shù)可能是錯誤的。每個傳感器具有相同的軟件的地位，與它相關(guān)的是最初設(shè)定為零開始時診斷常規(guī)。這個計數(shù)器遞增，如果傳感器被認為屬于少數(shù)的狀態(tài)。表明其實高概率的故障傳感器。通過掃描 最大最小值，來不斷改變參考電壓之間極端的電壓范圍內(nèi)。對于每個診斷參考電壓適用，則所有傳感器進行掃描 。在整個電壓范圍已經(jīng)掃描過后，如果軟件對付任何傳感器增量的3倍以上，則該傳感器被認為是故障的，從而停用。傳感器故障停用通過軟件方法來實施。逐步診斷參考電壓從最小達最大可能會非常費時。為了縮短處理時間當時的診斷算法，逐次逼近是可以使用的。最初的診斷參考電壓適用于在中價值的初步電壓范圍。如果結(jié)果，”1“比” 0 “ 多，則非故障傳感器在于上述的最大值中 。如果情況正好相反，即“0”比“1” 多，那么非故障傳感器在上述的最小值中。連續(xù)逼近是用來進一步減少各種診斷參考電壓。經(jīng)過兩階段逐次逼近，最初的電壓范圍已分成4個區(qū)域，軟件算法能夠確定哪些區(qū)域沒有故障傳感器，限制診斷電壓范圍的四分之一，則大多數(shù)傳感器的讀數(shù)位于延長3 倍診斷增量范圍內(nèi)。邊界條件發(fā)生在連續(xù)逼近階段，當傳感器電壓讀數(shù)是密集的診斷參考電壓 ”1“零”不能準確地確定，則再次減少診斷電壓范圍，診斷參考電壓是順序增量檢測故障的傳感器。實驗結(jié)果原型的溫度測量系統(tǒng)建議使用MCB251 16位微處理器和36 LM35DZ溫度傳感器，其具有良好的精確度。系統(tǒng)測試，在烤箱溫度范圍45 176。C至60176。C結(jié)果中可以看出，在溫度范圍45176。 C至6O176。 C的數(shù)據(jù)中，176。C。這表明，多傳感器系統(tǒng)較單一傳感器系統(tǒng)能夠提供的更精確的溫度測量。故障傳感器引入系統(tǒng)。兩種類型的故障傳感器介紹： 輸出過壓傳感器和產(chǎn)出虛擬數(shù)據(jù)傳感器 。結(jié)論多傳感器的溫度測量系統(tǒng)的自我診斷方法?；谥鸫伪平徒y(tǒng)計估計，該系統(tǒng)能夠產(chǎn)生精確的溫度測量使用少量的傳感器。與多傳感器陣列相比，系統(tǒng)減少了一定程度的冗余。雖然精度不高，但當傳感器存在故障。診斷算法能找出故障傳感器，隨后停用他們。與診斷算法相比，該系統(tǒng)能夠分離出故障傳感器和生產(chǎn)準確溫度測量。不同于傳統(tǒng)的遙感系統(tǒng)，該的系統(tǒng)采用了少量的傳感器的測量來確定參考數(shù)據(jù)，并逐次逼近和統(tǒng)計估計。系統(tǒng)沒有內(nèi)置冗余，并可以改善測量。這個系統(tǒng)有廣泛的通用性，并可方便的進行調(diào)整，適用于大多環(huán)境。