3.2.4. Цифровая фильтрация измерений

3.2.4.1. Для ослабления влияния внешних импульсных помех на эксплуатационные характеристики прибора в программу его работы введена цифровая фильтрация результатов измерений. Фильтрация осуществляется независимо для каждого канала измерения входных параметров и проводится в два этапа.

3.2.4.2. На первом этапе из текущих измерений входных параметров отфильтровываются

значения, имеющие явно выраженные «провалы» или «выбросы». Для этого в приборе осуществляется непрерывное вычисление разности между двумя результатами последних измерений одного и того же входного параметра, выполненных в соседних циклах опроса и сравнение ее с заданным предельным отклонением. При этом если вычисленная разность превышает заданный предел, то результат, полученный в последнем цикле опроса, считается недостоверным, дальнейшая обработка его приостанавливается и производится повторное измерение. Если недостоверный результат был вызван воздействием помехи, то повторное измерение подтвердит этот факт и ложное значение аннулируется. Такой алгоритм обработки результатов измерений позволяет защитить прибор от воздействия единичных импульсных и коммутационных помех, возникающих на производстве при работе силового оборудования. Величина предельного отклонения в результатах двух соседних измерений задается пользователем в параметре «Полоса фильтра» in.FG индивидуально для каждого датчика в единицах, измеряемых ими физических величин.

В общем случае, при выборе «Полосы фильтра» следует иметь в виду, что чем меньше

ее заданное значение, тем лучше помехозащищенность измерительного канала, но при этом (из-за возможных повторных измерений) хуже реакция прибора на быстрое фактическое изменение входного параметра. Во избежание повторных измерений при задании «Полосы фильтра» для конкретного датчика следует руководствоваться максимальной скоростью изменения контролируемого им параметра при эксплуатации, а также установленной для него периодичностью опроса. При необходимости данный фильтр может быть отключен установкой в параметре

in.FG значения 0.

3.2.4.3. На втором этапе фильтрации осуществляется сглаживание (демпфирование) полученных по п.3.3.4.2 результатов измерений в случае их возможной остаточной флуктуации. Передаточная функция звена, осуществляющего преобразование входного сигнала на этом этапе фильтрации, по своим параметрам соответствует фильтру низких частот первого порядка с постоянной времени τ. При поступлении на вход такого фильтра скачкообразного сигнала его выходной сигнал через время равное τ изменится на величину 0,64 от амплитуды скачка, через время равное 2τ – на величину 0,88, через время равное 3τ – на величину 0,95 и т.д. по экспоненциальному закону. «Постоянная времени фильтра» задается пользователем в секундах индивидуально для каждого канала при установке параметра in.FD.

При задании параметра in.FD следует иметь в виду, что увеличение его значения улучшает помехозащищенность канала измерения, но и одновременно увеличивает его инерционность. То есть реакция прибора на быстрые изменения входной величины замедляется.

При необходимости данный фильтр может быть отключен установкой в параметре in.FD значения 0.

Временные диаграммы работы цифровых фильтров представлены на рис. 6.

Рис. 6.