传感器的误差补偿技术

介绍了多项式曲线拟合原理和方法.并借助计算机高级语言程序,分别建立传感器磁场与温度、磁场与非线性输出的拟和函数.计算拟和函数的系数,系数确定后可以建立拟合曲线函数,对磁敏传感器的非线性、温度误差补偿,通过实验证明了方法可行.     

一种基于镜像原理修正传感器非线性误差的方法

如何对传感器非线性误差进行修正是一个具有普遍意义的技术问题.基于镜像原理对传感器的非线性误差修正提出了一种软件方法,该方法克服了目前常用的诸如硬件补偿法、分段直线修正法、人工神经网络修正法等存在的弊端,同时用某霍尔式位移传感器的标定结果作为例子对该方法的具体应用进行了详细的论述.事实证明该方法操作简单,修正效率高,结果稳定可靠.     

参数估计法修正过载传感器标定的方法误差

分析了电位器式过载传感器用离心机做静态标定的方法误差，提出了用参数估计法修正此误差的方法。该方法修正精度高，算法简单，易于计算机求解。     

基于椭圆旋转的磁传感器误差补偿算法

针对硬磁干扰和软磁干扰条件下的磁罗盘误差补偿问题,对传统的误差椭圆假设模型进行改进,提出一种基于椭圆旋转的磁传感器误差补偿算法。分析磁罗盘误差产生的因素,并建立椭圆旋转数学模型。采用非线性最小二乘拟合算法推导出误差补偿参数公式。利用Honeywell双轴磁阻传感器的测量值和椭圆旋转拟合的算法,对两轴磁传感器进行测试标定与误差补偿。实验结果表明,椭圆旋转算法能够有效补偿外部磁场产生的硬磁干扰和软磁干扰,与传统的椭圆模型补偿算法相比,该算法测得的航向角最大误差从2.0°减小到0.4°。     

磁传感器及其应用

介绍了磁传感器和由它组成的磁场测量系统。对磁传感器的非线性、温度误差进行补偿。通过对磁场曲线形状的处理 ,测量数据误差计算 ,判断出最大误差点和数值。通过打印机绘图仪输出了磁条的磁场 (B)与长度 (L)的曲线、磁辊的磁场 (B)与角度 (DEG)的曲线     

列车横向加速度传感器的误差补偿

提出了一种基于最小二乘法的加速度传感器误差补偿方法,用来提高列车横向加速度的检测精度。利用正弦信号对加速度传感器进行了性能测试,确定了放大器倍数,证实了加速度传感器输出信号在波峰和波谷处误差最大,误差与输入加速度信号的幅值成正比,与输入加速度信号的周期成反比。为了减少误差,对加速度传感器进行了误差补偿,推导了补偿器的数学模型,使用最小二乘法对模型参数进行了辨识,求出该模型最优的待定常量,确定了补偿器模型。针对典型的列车横向加速度检测系统,以采集的列车横向加速度为输入信号,利用实验来验证补偿器的有效性。实验结果表明,经过补偿后,加速度传感器输出信号误差明显减少,均方误差收敛到10－4。传感器的测量精度有了显著提高,完全满足工程要求。     

一种基于分段逆模型的传感器非线性校正方法

为解决传感器非线性校正问题,提出一种基于分段逆模型的传感器非线性校正方法。通过对传感器特性数据进行变换和分段,在给定最大拟合误差和最大拟合阶次的情况下,得到传感器逆模型;逆模型作为补偿环节实现对传感器的非线性校正。该方法采用数据步长搜索策略和最小二乘法实现对传感器特性数据的分段,并能确定各数据段拟合函数的阶次和参数。热敏电阻非线性校正试验的结果证明了该方法的有效性。     

传感器非线性处理及误差评价

立新离传感器非线性的处理方法，对其特点及误差进行了评价。     

采用限家记忆区间最小二乘法辨识DC伺服电机系统非线性参数的方法

以ＤＣ伺服电机系统作为研究对象，提出了采用限定记忆最小二乘法辨识具有非线性参数的ＤＣ伺服电机系统动力学参数的新方法。     

振弦式传感器标定曲线的拟合公式

阐述了振弦式传感器标定曲线的两个拟合公式,并给出了用最小二乘法计算传感器常数的方法。     

三分量磁通门传感器轴定向问题研究

利用三分量磁通门传感器进行磁场测量时需知传感器的三个方向轴,而在传感器的安装工程中其三轴方向难于固定,这给磁场测量带来了不便。针对上述问题,从三分量磁通门传感器测量原理出发推导了传感器三轴定向计算公式和有背景干扰磁场时的轴定向误差计算公式;设计了三分量磁通门传感器三轴定向的仿真实验和物理实验,以实验数据为基础分析了背景磁场干扰源对磁通门传感器三轴定向的影响。研究表明:在高精度磁场测量中必须严格控制背景干扰磁场大小来减小传感器轴定向误差,所得结论对磁场测量有一定的实际指导意义。     

基于神经网络的传感器非线性误差校正

介绍了用神经网络校正传感器系统非线性误差的原理和方法 ,提出了基于BP神经网络传感器非线性误差校正及其模型、算法与实现技术。通过计算机仿真与应用 ,显示出这种逆模型不但可实现温度补偿和非线性校正 ,而且网络结构简单 ,准确度高     

一种基于反函数的传感器标定方法

提出了一种基于反函数的传感器标定方法,该方法克服了目前在用的诸如硬件补偿法、分段直线法、镜像函数法、人工神经网络法等存在的弊端.给出了在应用该方法标定传感器时,拟合标定曲线的最小二乘法公式和计算标定曲线的系数时调用计算机数据处理模块的格式,同时给出了反映标定结果的示值绝对误差、相对误差、引用误差和非线性误差的计算公式.以某霍尔式位移传感器为例对该方法的具体应用进行了详细的论述,将其非线性误差从标定前的6.79%降低到了0.005%.     

数字磁罗盘的航向角干扰补偿方法研究

针对磁罗盘在实际使用中产生的各种误差,分析了其产生原因,并对2种误差补偿方法-八位置最小二乘法和BP网络补偿法进行了比较分析.在此基础上,提出了两者组合的补偿方案,对磁罗盘的输出先采用最小二乘法粗校,再应用BP网络精校.结果表明:补偿前最大31°的误差基本控制在±0.15°之内,能够很好地满足实际使用的需要.     

高精度磁场式时栅传感器激励信号对测量误差的影响分析及系统设计

为提高磁场式时栅传感器测量精度,本文从理论上推导分析了时栅传感器激励信号源幅值和相位不一致产生的谐波成分对时栅传感器测量精度的影响,提出了一种基于DDS原理并采用完整闭环调节的高性能时栅激励信号源设计方案。以FPGA为微处理器,通过编程分频系统时钟,设置频率、相位控制字对DDS输出的信号频率、相位进行调节,使用增益控制器配合相位累加器实现相位到幅值精确转换。搭建了信号调理电路和信号反馈电路,通过实时对比反馈控制,解决了系统电路阻抗不匹配及干扰导致的激励信号相位不正交性和幅值不一致性的问题。实验结果表明：本文所设计的激励信号源输出信号幅值相对误差只有0.4%,正交性相对误差只有0.05%,并且采用该激励信号源,磁场式时栅传感器测角原始误差从±103.4"降低到了±20.3",有效抑制由于激励信号源幅值不一致和相位不正交带来的谐波误差。经修正后对极内角位移测量误差只有±1.3",整周角位移测量精度达到±2",满足高精度位移测量要求。     

基于辅助阵元的阵列误差有源校正算法

阵列互耦、幅相误差和阵元位置误差的综合影响会严重影响超分辨率算法的性能,为此,针对上述3种阵列误差的综合影响,给出了一类基于辅助阵元的有源校正算法.首先,将3种阵列误差的综合影响等效为一种依赖方位变化的幅相误差,并通过一种基于辅助阵元的自校正方法得到了关于3种阵列误差的非线性最小二乘优化模型;然后,针对阵列误差矩阵可能出现的不同模型,给出了相应的求解算法;接着,针对算法的参数估计唯一性给出了较为细致的分析,并对算法做了进一步改进;最后,通过仿真实验验证了新算法的有效性.     

Array errors active calibration algorithm based on instrumental sensors

The array mutual coupling,gain-phase errors and sensor position errors would significantly degrade the performance of high-resolution direction of arrival (DOA) estimation algorithms.Aiming at the combined influences of the above three array errors,a kind of active calibration algorithm is presented with the help of instrumental sensors in this paper.Firstly,the integrated effects of the three array errors are shown to be equivalent to angularly dependent gain-phase errors.Then,a non-linear least square (LS...     

Array calibration of angularly dependent gain and phase uncertainties with carry-on instrumental sensors

Array calibration with angularly dependent gain and phase uncertainties has long been a difficult problem. Although many array calibration methods have been reported extensively in the literature, they almost all assumed an angularly independent model for array uncertainties. Few calibration methods have been developed for the angularly dependent array uncertainties. A novel and efficient auto-calibration method for angularly dependent gain and phase uncertainties is proposed in this paper, which is called ISM (Instrumental Sensors Method). With the help of a few well-calibrated instrumental sensors, the ISM is able to achieve favorable and unambiguous direction-of-arrivals (DOAs) estimate and the corresponding angularly dependent gain and phase estimate simultaneously, even in the case of multiple non-disjoint sources. Since the mutual coupling and sensor position errors can all be described as angularly dependent gain/phase uncertainties, the ISM proposed still works in the presence of a combination of     

干涉型光纤磁场传感器的研究

在外界磁场的影响下,根据超磁致伸缩薄膜/光纤复合结构模型,推导出马赫-曾德尔干涉型光纤磁传感器磁-机-光耦合关系方程,计算结果分析表明:薄膜厚度和外界磁场的大小直接影响着干涉仪的灵敏度,并且可以通过增加薄膜的厚度和施加偏置磁场来提高干涉仪的灵敏度,这和实验结果相吻合。