對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，這包括數(shù)字調(diào)零技術(shù)、系統(tǒng)校準(zhǔn)技術(shù)以及輸入、輸出數(shù)據(jù)的極性與字長(zhǎng)的預(yù)處理技術(shù)。
在控制系統(tǒng)的測(cè)量輸入通道中，一般均存在放大器等器件的零點(diǎn)偏移和漂移，會(huì)造成放大電路的增益誤差及器件參數(shù)的不穩(wěn)定等現(xiàn)象，它們都會(huì)影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這些誤差都屬于系統(tǒng)誤差。它的特點(diǎn)是在一定的測(cè)量條件下，其變化規(guī)律是可以掌握的，產(chǎn)生誤差的原因一般也是知道的。因此，系統(tǒng)誤差是可以通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)方法來(lái)確定并加以校正的，一般采用軟件程序進(jìn)行處理，即可對(duì)這些系統(tǒng)誤差進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。
一、數(shù)字調(diào)零
零點(diǎn)偏移是造成系統(tǒng)誤差的主要原因之一，因此零點(diǎn)的自動(dòng)調(diào)整在實(shí)際應(yīng)用中最多，常把這種用軟件程序進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整的方法稱為數(shù)字調(diào)零。
圖1 數(shù)字調(diào)零電路
數(shù)字調(diào)零電路如圖1所示。在測(cè)量輸入通道中，cpu分時(shí)巡回采集1路校準(zhǔn)電路與n路傳感變送器送來(lái)的電壓信號(hào)。首先是第0 路的校準(zhǔn)信號(hào)即接地信號(hào)，理論上電壓為零的信號(hào)，經(jīng)放大電路、a/d轉(zhuǎn)換電路進(jìn)入cpu的數(shù)值應(yīng)當(dāng)為零，而實(shí)際上由于零點(diǎn)偏移產(chǎn)生了一個(gè)不等于零的數(shù)值，這個(gè)值就是零點(diǎn)偏移值n0；然后依次采集1、2、… n路，每次采集到的數(shù)字量n1、n2、… nn值就是實(shí)際值與零點(diǎn)偏移值n0之和。計(jì)算機(jī)要進(jìn)行的數(shù)字調(diào)零就是做一次減法運(yùn)算，使（ni- n0）的差值成為本次測(cè)量的實(shí)際值。很顯然，采用這種方法，可去掉放大電路、a/d轉(zhuǎn)換電路本身的偏移及隨時(shí)間與溫度而發(fā)生的各種漂移的影響，從而大大降低對(duì)這些電路器件的偏移值的要求，降低硬件成本。
二、系統(tǒng)校準(zhǔn)
上述數(shù)字調(diào)零不能校正由傳感器本身引入的誤差。為了克服這種缺點(diǎn)，可采用系統(tǒng)校準(zhǔn)處理技術(shù)。
系統(tǒng)校準(zhǔn)的原理與數(shù)字調(diào)零差不多，只是把測(cè)量電路擴(kuò)展到包括現(xiàn)場(chǎng)的傳感器，而且不是在每次采集數(shù)據(jù)時(shí)都進(jìn)行校準(zhǔn)，而是在需要時(shí)人工接入標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量，把測(cè)得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，供以后實(shí)際測(cè)量使用。一般自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)只測(cè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)vr，零點(diǎn)漂移的補(bǔ)償仍由數(shù)字調(diào)零來(lái)完成。
設(shè)數(shù)字調(diào)零后測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)vr的數(shù)據(jù)為nr，而測(cè)得實(shí)際被測(cè)輸設(shè)數(shù)字調(diào)零后測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)vr的數(shù)據(jù)為nr，而測(cè)得實(shí)際被測(cè)輸入信號(hào)v時(shí)的數(shù)據(jù)為n，則可按如下校準(zhǔn)式來(lái)計(jì)算v。
系統(tǒng)校準(zhǔn)特別適于傳感器特性隨時(shí)間會(huì)發(fā)生變化的場(chǎng)合。如電容式濕度傳感器，其輸入輸出特性會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生變化，一般一年以上變化會(huì)大于精度容許值，這時(shí)可每隔一段時(shí)間（例如3個(gè)月或6個(gè)月），用其它精確方法測(cè)出這時(shí)的濕度值，然后把它作為校準(zhǔn)值輸入測(cè)量系統(tǒng)。在實(shí)際測(cè)量濕度時(shí)，計(jì)算機(jī)將自動(dòng)用該輸入值來(lái)校準(zhǔn)以后的測(cè)量值。