傳感器在使用過(guò)程中由于串入儀表或者采集系統(tǒng)，可能引入隨機(jī)誤差。其內(nèi)部器件噪聲和A/D量化噪聲也會(huì)影響其高精度的輸出性能。所以如何處理和削弱誤差的影響，變得越來(lái)越重要，也得到了更廣泛的重視。

傳感器隨機(jī)誤差是由串入儀表的隨機(jī)干擾、儀器內(nèi)部器件噪聲和A/D量化噪聲引起的，室溫和相對(duì)濕度等不穩(wěn)定因素也是其產(chǎn)生的原因。在相同條件下測(cè)量同一量值時(shí)，單次測(cè)量無(wú)法發(fā)現(xiàn)規(guī)律，但在多次測(cè)量中，測(cè)量數(shù)據(jù)總體符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，測(cè)量值體現(xiàn)為實(shí)際量值的上下波動(dòng)，隨著測(cè)定次數(shù)的增加，誤差的平均值將逐漸趨向于零。

數(shù)字濾波算法因?yàn)榫哂徐`活性以及無(wú)需修改硬件就能達(dá)到不同的濾波效果等特點(diǎn)，使其得到了廣泛的應(yīng)用。它的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）數(shù)字濾波只是一個(gè)計(jì)算過(guò)程，無(wú)需硬件，因此可靠性高，并且不存在阻抗匹配、特性波動(dòng)、非一致性問(wèn)題。模擬濾波器在頻率很低時(shí)較難實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，不會(huì)出現(xiàn)在數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中。

（2）只要適當(dāng)改變數(shù)字濾波程序有關(guān)參數(shù)，就能方便的改變?yōu)V波特性，因此數(shù)字濾波使用時(shí)方便靈活。

常用的數(shù)字濾波算法主要有：克服大脈沖干擾的數(shù)字濾波算法、抑制小幅度高頻噪聲的平均濾波法和復(fù)合濾波法。

一、克服大脈沖干擾的數(shù)字濾波算法

克服由儀器外部環(huán)境偶然因素引起的突變性擾動(dòng)或一起內(nèi)部不穩(wěn)定引起的誤碼等造成的尖脈沖干擾。通常采用簡(jiǎn)單的非線(xiàn)性濾波法。

1.限幅濾波法（又稱(chēng)程序判別法）

通過(guò)程序判斷被測(cè)信號(hào)的變化幅度，從而消除緩變信號(hào)中的尖脈沖干擾。具體方法是，依賴(lài)已有的時(shí)域采樣結(jié)果，將本次的采樣值與上次的采樣值進(jìn)行比較，若它們的差值超出允許范圍，則認(rèn)為本次采樣值受到了干擾，應(yīng)予易除。

2.中值濾波法

中值濾波是一種典型的非線(xiàn)性濾波器，它運(yùn)算簡(jiǎn)單，在濾波脈沖噪聲的同時(shí)可以很好地保護(hù)信號(hào)的細(xì)節(jié)信息。對(duì)某一被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣N次（一般N應(yīng)為奇數(shù)），然后將這些采樣值進(jìn)行排序，選取中間值作為本次采樣值。對(duì)溫度、液位等緩慢變化的被測(cè)參數(shù)，采用中值濾波法一般能收到良好的濾波效果。

二、抑制小幅度高頻噪聲的平均濾波法

小幅度高頻電子噪聲：電子器件熱噪聲、A/D量化噪聲等。

通常采用具有低通特性的線(xiàn)性濾波器：算術(shù)平均濾波法、滑動(dòng)平均濾波法、加權(quán)滑動(dòng)平均濾波法等。

1.算術(shù)平均濾波法

2.滑動(dòng)平均濾波法

對(duì)于采樣速度較慢或要求數(shù)據(jù)更新率較高的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，算術(shù)平均濾波法無(wú)法使用的。

滑動(dòng)平均濾波法把N個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N，每進(jìn)行一次新的采樣，把測(cè)量結(jié)果放入隊(duì)尾，而去掉原來(lái)隊(duì)首的一個(gè)數(shù)據(jù)，這樣在隊(duì)列中始終有N個(gè)“最新”的數(shù)據(jù)。

平滑度高，靈敏度低；但對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用差。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過(guò)觀察不同N值下滑動(dòng)平均的輸出響應(yīng)來(lái)選取N值以便少占用計(jì)算機(jī)時(shí)間，又能達(dá)到最好的濾波效果。

3.加權(quán)滑動(dòng)平均濾波法

增加新的采樣數(shù)據(jù)在滑動(dòng)平均中的比重，以提高系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前采樣值的靈敏度，即對(duì)不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)。通常越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。

三、復(fù)合濾波法

在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)即要消除大幅度的脈沖干擾，又要做數(shù)據(jù)平滑。因此常把前面介紹的兩種以上的方法結(jié)合起來(lái)使用，形成復(fù)合濾波。我們將用去極值平均濾波算法進(jìn)行示例。

去極值平均濾波算法：先用中值濾波算法濾除采樣值中的脈沖性干擾，然后把剩余的各種采樣值進(jìn)行平均濾波。連續(xù)采樣N次，剔除其最大值和最小值，再求余下N-2個(gè)采樣的平均值。顯然，這種方法既能抑制隨機(jī)干擾，又能濾除明顯的脈沖干擾。