一种新型薄膜压磁电感式压力传感器的研究

为提高压力传感器温度稳定性,对一种利用Fe基非晶态合金压磁效应的薄膜压力传感器进行了可行性研究.论述了这种传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择.通过负压标定试验,分析了传感器的静态特性以及温度对输出的影响.试验结果表明,设计的传感器最大静态误差为1.17%,最大灵敏度为0.737 4 mV/ kPa,温度零点漂移为0 936%F.S/℃.另外,传感器结构简单,工作可靠,在低压力检测时,温度稳定性高.     

基于SVR的传感器Hammerstein模型辨识

提出一种基于支持向量回归机的非线性动态传感器Hammerstein模型辨识方法并给出了相关的数学理论及学习算法.在该模型中,用非线性静态子环节和线性动态子环节串联来描述传感器的非线性动态特性.再利用函数展开将模型的非线性传递函数转换为等价的线性中间模型,并通过SVR求取中间模型参数.最后,推导出中间模型参数与传感器Hammerstein模型参数之间的关系,并由该关系实现非线性静态环节和线性动态环节的同时辨识.用实际力传感器动态标定实验数据进行测试,结果表明与常规非线性传感器辨识方法不同,所提方法只需进行一次动态标定实验就能给出非线性动态模型的数学解析表达式.且建立的力传感器Hammerstein模型阶次为4,而线性动态系统模型则需要6阶才能达到相同的精度.因此该研究为传感器非线性动态系统辨识又提供了一种可选方法.     

压阻式压力传感器的在线综合补偿

利用曲面拟合法来建立被测目标参量与传感器输出量之间的对应关系,借助二维标定/校准实验,按最小二乘法原理由实验标定/校准数据计算出均方误差最小时的回归方程中的系数。这样,当测得了传感器的输出值时,就可由已知系数的多维回归方程来计算相应的输入被测目标参数。该算法应用于压阻式压力传感器,在进行温度补偿的同时也进行了非线性校正,使传感器的读数准确度达到0.05%,同时利用传感器自身的RS232接口对其进行在线补偿和校正。     

用于压阻桥式传感器的非线性与温度漂移协同矫正模型

针对压阻桥式传感器输出非线性与温度漂移两种非理想因素,建立了一种模拟域度下的非线性/温度漂移协同矫正模型?该模型主要包含线性化与温度漂移矫正模型,其中线性化模型通过对输出信号的负反馈采集与平方项矫正算法,实现对片外传感器的非线性矫正;而针对实际应用中温度漂移(零位漂移与灵敏度漂移)的非理想特性,提出一种基于片上温度查找表的可重构插值算法,该算法通过温度寻址式增益补偿技术与失调消除技术,分别实现灵敏度漂移与零位漂移矫正?仿真结果表明,该模型可将压力输入范围从0kPa至100kPa的非线性误差降低至0.049%FSR（FSR为满量程输出范围）;在-30℃至85℃范围内,该模型可将零位误差降低至初始的0.092‰FSR, 灵敏度误差降低至0.034‰FSR?     

硅电容式高精度双轴倾角传感器温度漂移补偿研究

为了提高倾角传感器测量精度,提出了一种基于最小二乘多项式分段函数非线性曲线拟合温度漂移补偿方法。根据倾角传感器原理与温度漂移补偿特性,结合实验情况,建立两段分段函数温度漂移补偿模型,忽略其它粗大误差的影响,引入自变量温度,并固定角度,使用最小二乘法对实验采集的数据进行分析与处理。经实验证明:温度在-36～55℃范围内倾角传感器测量误差精度达到0. 001°。该方法有效地提高了倾角传感器的测量精度,取得了良好的补偿效果。     

基于LS-SVM的传感器智能校正及温度补偿

提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的传感器非线性校正及温度补偿的新方法,并给出了相应的过程和算法。在该方法中,LS-SVM被用作构建逆模型,并通过该模型映射传感器非线性特性,同时实现了传感器的温度补偿和非线性校正。通过实际电容式压力传感器校正的实验结果表明:所提模型建模速度比SVM模型高1~2个数量级,补偿误差仅为SVM模型的20%左右。因此,该学习速度快、补偿精度高、抗噪声干扰能力强,适合传感器温度补偿及校正。     

基于三次样条插值的硅压阻式压力传感器的温度补偿

传感器的零点温度漂移、灵敏度温度漂移和非线性误差是影响传感器性能的主要因素,如何能使该类误差得到有效补偿对于提高其性能有重要意义。提出了基于三次样条曲线插值的温度补偿方法,改进了传统三次样条曲线插值的补偿方法,分别对传感器的零点、灵敏度以及非线性进行补偿,用这种方法对测压范围为1.0140×105 Pa～3.0140×105 Pa,温度范围为-20℃～+60℃的硅压阻式压力传感器的实验标定结果进行了温度补偿。通过比较传统三次样条插值补偿后的传感器输出信号,验证了使用改进后的三次样条曲线插值法的补偿效果更好。这种方法为高精度压力传感器的温度补偿提供了一种有价值的理论依据。     

压力传感器检测系统的研制

在 - 6 0～ 85℃的温度范围内 ,压力传感器检测系统可以满足压力传感器静态特性参数的检测 ,它采用了液体传压原理、温度控制技术和计算机应用技术。解决了压力传感器的热零点漂移、热灵敏度漂移、非线性、迟滞和重复性在不同温度环境条件下难以精确检测的问题 ,为压力传感器的研究和使用提供依据 ,在压力传感器研制和生产中有着重要的应用价值。     

压力传感器静态校准模型研究

介绍了压力传感器静态校准模型及方法的最新研究.由于传统的模型及方法已不能满足现代科学对数据精度与曲线匹配性高的要求,需要采取一种有效的、低误差的改进校准方案.而且随着传感器特性的深入研究,曲线的匹配程度对传感器非线性特性的依赖性逐渐增强,因此改进以往的线性数据拟合是很必要的.使用虚拟仪器软件LabWindows/CVI与Matlab结合设计的软件易于使用,建议在校准部门推广使用.     

火箭橇用气动压力传感器在模拟试验温度下的标定方法

针对超声速火箭橇试验中被试品表面压力场分布的高精度测试需求,考虑到气动压力传感器受温度影响较大,存在明显的基线温度漂移和线性温度漂移,提出一种基于高低温试验箱的气动压力传感器温度响应特性标定方法。基于温度对压力传感器响应特性影响分析,将压力传感器在模拟试验温度环境下进行标定,建立了算法并进行了试验验证。试验结果表明,该方法能准确地反映压力传感器灵敏度系数随温度的变化关系,通过修正数据处理算法,显著提高了测试精度。     

基于分段融合的压阻式传感器温度补偿方法

针对硅压阻式压力传感器在工程应用中受环境温度和压力的影响产生漂移,影响测量精度等问题.提出一种基于粒子群优化RBF神经网络与最小二乘法融合的温度补偿模型.使用粒子群算法对常规RBF神经网络的权值和阙值进行优化,提高神经网络的泛化性能和训练效率,增强传感器非线性段温度补偿的效果;使用最小二乘法对线性段进行温度补偿,提高整体模型的补偿效率.以飞思卡尔24 PC型压力传感器进行补偿实验,结果表明:对比优化前的神经网络和最小二乘方法,利用本文方法进行温度补偿,耗时短,总体误差低于其他两种方法.传感器在整个温度区间和压力测试点下的输出基本不受影响,补偿效果明显,数据精度符合课题实验的要求.     

电容式薄膜真空压力传感器设计

为了满足在工程型号上的使用要求,解决真空压力传感器敏感探头壳体与传感器壳体隔离绝缘问题;传感器输出信号非线性的补偿问题;传感器热零点漂移的全电路的温度补偿问题,采用电容式薄膜封装结构,壳体为电容的另一极,在0.1~100 Pa的范围内进行了校准测试,实现了传感器0.2%FS的测量精度.     

热催化瓦斯传感器的特性及其补偿方法

针对热催化瓦斯传感器特性漂移严重的问题,在对热催化瓦斯传感器灵敏度、零点时漂以及环境温度、湿度对其影响实测数据的基础上,通过最小二乘法建立了传感器特性漂移的数学模型,并提出了对其特性进行补偿的方法。实验结果表明:补偿后的瓦斯检测精度大大提高。对热催化瓦斯传感器特性漂移的机理进行了分析。     

基于LSTM-KF的无线传感器网络数据漂移盲校准算法

针对无线传感器网络中传感器节点易发生数据漂移而导致采集数据失准难以使用的问题,提出一种基于LSTM-KF的无线传感器网络数据漂移盲校准算法。根据传感器网络拓扑情况建立连通支配集,以增强传感器节点间的时空相关性;训练LSTM网络,对目标节点与周围节点的测量数据建模;使用卡尔曼滤波器追踪和校准测量数据中的漂移量。仿真结果表明,该算法能够适应不同的拓扑情况,且具有较高的数据漂移盲校准精度,提高了无线传感器网络的数据采集质量。     

船用温湿度传感器的温度特性研究

引起温湿度传感器测量误差的主要因素是背景噪声和传感器放大电路温漂,为了降低温湿度传感器的测量误差,通过设置滤波器并采用信号叠加方法抑制背景噪声;采用数据拟合技术确定放大电路温度特性,建立温度补偿模型编写温度校正软件并对放大电路温漂进行补偿。试验结果表明,温度补偿后的温湿度传感器测量精度得到明显提高。     

压电式压力测量系统准静态校准压力脉宽分析

压电式压力测量系统的低频(零频)特性不理想,静态校准时电荷会产生漂移,对灵敏度的获取产生影响.为准确获取测量系统的灵敏度,可采用准静态校准的方法,该方法存在如何选取校准压力脉宽的问题.根据压电式传感系统的等效电路,建立了在测量过程中电荷泄露的数学模型,分析了电荷漂移的主要原因;探讨了不同压力脉宽1 Hz内低频分量所占能量比;基于准静态校准实验,对典型压电式压力传感系统进行校准,获得了不同脉宽激励下测量系统的灵敏度,对灵敏度的差异进行分析,选取了合适的校准脉宽范围.     

基于遗传算法的小波神经网络温度补偿模型

对单晶硅压阻式压力传感器的输出随温度漂移的问题,提出了基于遗传算法的小波神经网络模型,该模型充分发挥了遗传算法的全局搜索能力和小波神经网络简单快速的函数逼近能力,研究结果表明,该模型有效的抑制了温度对压力传感器输出的影响,提高了传感器的稳定性和准确性。     

压力传感器温漂及非线性校准技术研究

高精度压力传感器是航空领域应用非常广泛的传感器,常处于严苛的工作环境.为使压力传感器在特殊的测试环境中保持高测量精度,传感器的性能设计成为研究关键.合理的信号调理电路以及正确的误差校准原理,将显著提高传感器性能.通过在传感器的信号调理电路中使用可编程模拟信号调节器,对桥式压力敏感元件的温度漂移误差及非线性误差进行实时修正,使压力传感器实现了智能化自校准,有效提升了压力传感器的精度和环境适应性.     

基于DE优化BP的压阻式压力传感器的温度补偿研究

压阻式压力传感器存在温度漂移的问题,因此需要对该传感器进行温度补偿。为此,首先从标定实验中获取被测压力值、压阻式压力传感器的输出电压值以及环境温度值、温度传感器的输出电压值,然后用差分进化算法（DE）优化的BP神经网络算法从该标定数据中得到补偿后的数据。实验结果表明,所提出的温度补偿方法对压阻式压力传感器进行温度补偿后,其灵敏度温度系数提高了一个数量级,相对误差也得到很大的改善,因而其具有显著的理论意义和应用价值。