FBG位移传感器的标定与不确定度分析

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器标定精度和实现自动标定,设计一种量程为18 cm的FBG位移传感器校准装置对FBG位移传感器进行在线校准.通过对FBG解调仪测量的波长量和计算得出的位移量进行最小二乘法拟合得到FBG传感器的静态标定系数,并对标定装置和传感器进行不确定度评定.实验结果表明:FBG位移传感器标定平台标定得到FBG位移传感器的灵敏度为0.0145 nm/mm,线性度为99.87％,重复性误差为0.082％,校准装置的测量不确定度为0.11 mm.     

航姿参考系统中磁航向传感器误差标定与补偿

对于航姿参考系统中磁航向传感器的输出精度来说,误差环境对其精确度的影响起着很大的作用.为了校正磁航向传感器的误差,提出了一种基于改进最小二乘法的椭球拟合法,对三轴磁传感器误差做快速标定补偿.首先,对磁航向传感器的误差产生机理进行有效分析,然后,针对分析结果建立误差椭球模型,推导出误差系数的解算公式,利用改进的椭球拟合方法对磁航向传感器进行标定和补偿.实验结果表明,改进的椭球拟合方法能够正确快速的标定补偿磁航向传感器的零偏误差、非正交误差、灵敏度误差,在解决当前磁传感器标定补偿计算量大、操作时间长、标定设备要求高等问题上达到了预期的效果,具有补偿效果显著,简单易行等特点.     

基于二元多项式拟合法的压力传感器输入信号重构

为了同时解决压力传感器输出特性的非线性和温度漂移问题,提出利用二元多项式根据传感器输出信号及其内部温度来重构被测压力.给出了被测压力重构模型的具体形式,以传感器静态特性标定试验数据为依据,利用最小二乘法求解模型系数矩阵,利用单点最大拟合误差、误差平方和模型阶次三项指标进行模型择优.基于重构模型给出了测量电路检测精度估算方法.本方法在传感器静态特性标定数据范围内得到了便于工程计算的一致表达式,同时解决了传感器的非线性和温度漂移两个主要问题,计算所用数据量大大小于插值法.某型硅谐振压力传感器的应用验证了本方法的合理性和有效性.     

一种旋转角加速度传感器标定方法的研究

针对旋转角加速度传感器标定困难这一问题,提出了一种能够校准旋转角加速度传感器的方法。角加速度激励源采用伺服电动机产生,被校准的传感器与激励源同轴连接,通过调节激励源的电参数,能够产生幅值可调的旋转角加速度量值,测取角加速度传感器的输出电压值后即可实现标定。本文详细阐述了激励源的角加速度产生机理,推导了角加速度量值的理论公式,给出了计算角加速度量值所需参数的测取方法,最后对感应式角加速度传感器进行了校准实验,验证了标定方法的可行性。     

冲击波测试系统中压力传感器的实时动态补偿实现

冲击波测试系统在测量爆炸冲击信号时,必须解决因传感器的有效带宽难以满足或覆盖被测信号而引起的动态测试误差的问题.为此,利用激波管来对传感器进行动态标定获取实验样本,采用QR分解和改进粒子群优化(PSO)算法进行逆滤波快速估计动态补偿滤波器的阶数和系数.因数字滤波器的有限字长效应,本文选取合适的系数及输出数据的量化位数,来满足测试系统的稳定性.为实现实时在线修正,设计了以FPGA为控制与处理核心的全并行单反馈动态补偿结构,对系统硬件补偿前后的动态特性进行分析.实验表明该补偿滤波器能够满足实际测试需求,能够显著地提高传感器的动态响应特性.     

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。     

地磁传感器误差参数估计与补偿方法

地磁传感器误差参数通常在事前标定校准,但校准参数在长时间的置放后,或者应用环境的发生改变时,地磁传感器校准参数将会发生变化,从而造成磁测补偿效果并不理想。为期解决上述问题,本文提出了基于滤波技术的地磁传感器误差参数估计与补偿方法。仿真结果表明该方法是可行的,最为重要的是磁传感器通过参数估计与磁测补偿后,其测量精度最少提高了一个数量级。     

FBG应变传感器标定过程中的不确定度研究

为实现光纤Bragg光栅(FBG)应变传感器静态的性能测试和试验分析,设计了一种量程为700×10-6的FBG应变传感器标定装置对其进行校准实验.通过运用最小二乘法对解调仪中的中心波长和计算得出的应变量进行拟合,得到FBG应变传感器的静态标定系数,并分析标定装置的不确定度大小.结果表明:该FBG应变传感器标定装置合成不确定度是2.55×10-6,标定得出的FBG应变传感器的灵敏度1.37 ×10-3nm/10-6,线性度为99.72％,满足FBG应变传感器的标定要求,该传感器能够运用于工程实际中.     

基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法

考虑现有多轴磁传感器的标定补偿方法普遍存在计算量较大、操作时间长、场地要求面积大、标定设备要求高等问题,提出了基于椭球拟合的三轴磁传感器误差标定补偿方法。在分析传感器误差产生机理的基础上,建立了磁传感器误差模型,推导了误差系数的解算公式,并利用椭球拟合的方法对三轴磁传感器进行了测试标定与误差补偿。实验结果表明,该方法能够正确、有效地标定补偿三轴磁传感器不正交误差、灵敏度误差和零偏误差,具有修正过程简捷、省时、精度高特点不依赖于精密仪器提供准确的方向基准、水平基准等,能够广泛应用于多轴矢量传感器的误差标定和有效补偿。     

基于曲线拟合的智能称重传感器自校正

针对智能传感器自校正的问题,构建了基于IEEE1451智能传感器校正引擎的校正模型,优化了校正公式,阐述了曲线拟合法的基本原理。然后以应变式称重传感器为实例,描述了其工作机理,并分析误差产生的原因,以曲线拟合法为理论依据,进行非线性校正。通过实验数据求出校正引擎多项式各项系数,将电压量代入校正公式,进行砝码标定值与校正输出值之间的比较。实验结果表明,利用校正引擎对称重传感器进行校正,实现了称重传感器输入与输出之间的线性化关系,改善了零点漂移的情况。     

基于多维回归算法的压力传感器数据融合方法研究

压力传感器由于输出电压值易受环境温度、电压扰动等非目标参量的影响,而导致精度大大降低。本文采用门限预处理方法对传感器输出电压值进行预处理,应用多维回归算法对传感器的输出进行补偿。仿真结果表明,门限预处理方法和多维回归算法进行数据融合,能够提高传感器的稳定性及其精度,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于递归神经网络的热电偶测温滞后的动态补偿

提出了一种基于递归神经网络的热电偶测温滞后的动态补偿方法,利用神经网络良好的非线性映射能力,建立传感器的动态逆模型,实现对传感器的动态补偿。实验结果表明:检测信号经过动态补偿后,能够克服传感器的测量滞后,达到稳态的时间从补偿前的26 s缩短到大约5 s,传感器的动态性能得到较大的提高。     

压阻式压力传感器输出特性的补偿

在某型无人机高度传感器性能检测设备中,为解决压力的测量问题,设计了一种用于压阻式压力传感器(PRT)的信号调理电路,实现了对PRT传感器的零点输出、热零点漂移、满量程输出、热灵敏度漂移和满量程输出非线性等的高准确度校准和补偿。电路摒弃了以往传统的误差补偿形式,采用了一款新型信号调理芯片MAX1457,提出了软件补偿的方法,建立了误差校准补偿参数表,经过校准补偿传感器输出误差控制在了0.110%～0.158%。     

二线制温湿度复合传感器 及其配套智能仪表的研制

介绍一种新型的二线制温湿度复合传感器的结构和工作原理。该传感器将温湿度第三元件和处理电路采用仿厚膜电路工艺做成固体化结构，采用二线制多通道调制技术，其输出频率信号能远距离传送温、湿度两种系数。     

磁头型扭矩传感器气隙补偿研究

针对气隙扰动是影响基于逆磁致伸缩效应磁头型扭矩传感器的输出和灵敏度的主要问题,提出了一种利用电路进行气隙补偿的方案,并利用在旋转轴表面粘贴非晶合金薄带层的方法,实验论证了传感器的基本特性,结果表明:所设计的传感器及其电路具有气隙补偿的能力。     

传感器信号的非线性补偿

针对传感器信号中存在的非线性误差 ,介绍了硬件补偿和软件补偿两种方法。硬件补偿是基于电压源可变来实现传感器特性的线性化 ,从而消除了非线性误差 ;软件补偿是通过函数拟合的办法来有效减小信号中的非线性误差 ,进而提高传感器的准确度。     

压阻式压力传感器在无人机上的应用

主要介绍了压阻式压力传感器的特点及在无人机上用其来解算高度、速度等参数的使用情况 ,经过温度补偿后 ,使传感器的温度特性得到了进一步的改善 ,用单片机解算高度、速度 ,达到了满意的效果 ,同时分析了压阻式传感器的应用前景     

用多项式预测滤波消噪的传感器动态特性辨识

在利用传感器进行动态测量时,为了得到精确的测量结果,需要建立传感器动态特性的数学模型,传感器动态特性可以通过系统辨识得到.但是,测量噪声的存在,使得辨识得到的传感器动态特性与实际动态特性存在一定误差,影响到测量系统的精度.为了解决该问题,本文讨论了多项式预测滤波和中值滤波相结合的方法对传感器输出信号进行滤波消噪.然后,利用消噪后的信号,通过系统辨识方法建立传感器动态特性的数学模型.研究表明,采用本文研究的方法可以克服测量噪声对传感器动态特性辨识的影响,并将该方法用于薄膜热电偶的动态特性辨识.     

基于MAX1457的传感器智能化温度补偿的实现

MAX1 4 57是一种专用传感器信号处理器 ,它可以补偿硅压阻式传感器的温度误差和非线性误差 ,使传感器总的重复性精度达到 0 2 %以内。MAX1 4 57对传感器进行温度补偿时需要经过一系列操作步骤和参数的选择计算。本文分析了MAX1 4 57的工作原理和补偿过程 ,在此基础上开发的温度补偿软件 ,可以实现参数的自动计算 ,自动调整 ,补偿的每一个操作步骤均辅以向导式的提示。该系统的使用使得MAX1 4 57对传感器的温度补偿过程大为简化     

多项式回归在智能传感器线性化中的应用

利用最小二乘回归分析介绍多项式回归在智能传感器非线性补偿中的应用,提出了以传感器输入量作拟合多项式自变量和传感器输出量作拟合多项式自变量的两种补偿方法,并通过实例对这两种方法进行了分析和对比.