基于函数型连接神经网络的瓦斯传感器非线性校正

通过对载体催化瓦斯传感器检测原理的分析,指出瓦斯体积分数与瓦斯传感器输出电压之间呈非线性关系,提出了应用函数型连接神经网络的强非线性逼近能力,且不依赖确定的数学模型的优点,建立非线性校正模型,消除瓦斯检测中的非线性误差.网络仿真结果与分段线性拟合曲线的比较表明:这种非线性校正模型结构简单、收敛速度快、逼近精度高.     

基于遗传优化的BP神经网络法在甲烷检测中的应用

针对传统的最小二乘法拟合红外传感器的输出特性曲线时存在误差大、计算复杂,传统的BP神经网络法拟合红外传感器的输出特性曲线时存在网络收敛速度慢、易陷入局部极小的问题,通过分析改进的最小二乘法和改进的基于遗传优化的BP神经网络法的拟合效果,指出改进的BP神经网络法拟合度较高,并给出了改进的BP神经网络法在甲烷体积分数检测中的实验结果。结果表明,该方法能够拟合出理想的曲线,有效提高了红外传感器的检测精度及响应速度。     

基于最小二乘法拟合的热电偶温势特性的虚拟设计

K型热电偶作为能量转换器能实现温度信号与输出电压信号间的转换,已广泛用于工业控制和数据采集过程中。由于传感器输入输出关系的非线性,为了对静态特性曲线进行标定和方便数据处理,在非线性误差不太大的情况下,通过最小二乘法拟合原理,采用直线拟合的办法来线性化,并通过基于C语言的虚拟仪器（CVI）提供的多项式拟合库函数PolynomialFit进行多项式拟合设计,从而动态实现了电动势与温度一一对应的变化关系。     

电容式降雨传感器及其特性曲线拟合方法

针对将电容式传感器应用于降雨测量时,特性曲线的非线性误差较大问题,分别采用最小二乘曲线拟合法和径向基函数(RBF)神经网络对其输出特性曲线进行拟合.结果表明:RBF神经网络模型具有更强的非线性映射能力,其拟合精度明显高于最小二乘多项式模型.     

煤矿瓦斯传感器人工调校噪声数据处理方法

传统噪声数据处理方法对输入数据有一定的要求,且运行时间较长。而煤矿瓦斯传感器人工调校噪声数据存在数量少、质量差、时间不一致、易受环境影响等问题,采用传统噪声处理方法难以滤除该噪声数据。针对上述问题,提出了一种煤矿瓦斯传感器人工调校噪声数据处理方法。采用数据平均值填充煤矿瓦斯传感器浓度数据缺失值;采用多时间粒度构建煤矿瓦斯传感器浓度数据的特征集和样本集;采用高斯函数、混合高斯函数、二项式函数、三项式函数、分段二项式函数5种曲线拟合函数拟合人工调校噪声数据,并基于最小二乘法确定拟合函数参数,根据拟合效果得到最优的拟合函数;通过分析人工调校噪声数据得出该噪声数据与瓦斯浓度上升的斜率、峰值、调校前后浓度差等基本特征有关,根据这些基本特征识别出人工调校噪声数据并删除。实验结果验证了该方法的有效性。     

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。     

基于最小二乘支持向量机的瓦斯传感器非线性校正

依据瓦斯传感器样本,文章提出了一种采用最小二乘支持向量机辨识传感器逆模特征的校正瓦斯传感器非线性误差的方法,详细介绍了SVM回归估计校正方法和LS-SVM校正方法的原理。该方法不需逆模型函数形式的先验知识,能够保证找到的极值解就是局最优解,具有较好的泛化能力。实例应用表明,采用该方法校正后的传感器的检测精度可达到0.4%,效果令人满意。     

基于ADμC845的LVDT位移传感器非线性补偿

针对LVDT位移传感器测量电路输出电压值和位移量之间存在非线性特征,设计和制作线性度为0.05%高精度传感器比较困难的现状,在分析产生非线性误差主要原因和传统校正方法的基础上,利用单片机软件算法进行非线性校正以提高传感器设计精度。以传感器标定数据为样本,用曲线拟合法求出非线性校正环节的特性曲线,并给出在MATLAB环境下拟合多项式系数的最小二乘求解方法,编程实现位移量和电压输出。仿真分析和实验结果表明,其测量位移的线性度达到了设计要求,非线性校正效果明显,具有良好的应用价值。     

基于样条插值与最小二乘法的振弦式传感器非线性补偿

介绍了振弦式传感器的工作原理,针对振弦式传感器被测力与输出频率之间的非线性关系问题,提出一种非线性补偿的设计方法.基于三次样条插值原理,通过插值增加数据密度,解决了因实测数据稀疏导致的工程精度问题;结合最小二乘法方法,应用Matlab软件对振弦式传感器的F-f曲线进行拟合并进行了修正,获得了较为准确、光滑、符合工程实际的曲线,得到了合理的结论.实验证明,该方法以有限实测点数据实现了振弦式传感器的F-f曲线的精确拟合,为长期埋设的振弦式传感器F-f函数提供了一个切实可行的快速测定方法.     

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。     

分段幂函数模型在气敏检测器定量算法中的应用

针对传统半导体气敏检测器电阻直接定量算法误差大、适应性差的问题,利用半导体传感器电导率随气体体积分数变化而变化的特点,提出了新的电路模型。通过对其特性曲线进行深入分析,构建了检测电路输出信号与气体体积分数之间的分段幂函数模型。先通过对不同体积分数气体进行采样,将采样气体体积分数和电路输出信号进行分段幂函数模型拟合,然后用拟合参数去计算未知检测气体的体积分数。实验结果表明：提出的定量模型大大提高了定量分析的准确性,且定量误差不受传感器漂移的影响,具有很强的环境适用性,提高了微量可燃气检测的可靠性和精度。     

气敏元件离散性对气体体积分数测试准确度的影响

介绍了一种对气体体积分数进行数字化测量的新方法,分析了其工作原理及刻度方程线性化方法。在设计过程中发现,气敏元件离散性对气体体积分数的测量结果影响很大,为此,分析了由于气敏元件离散性的影响而带来的测量误差;并讨论了欲保证气体体积分数测试精确,气敏元件筛选时所应满足的条件。最后,通过一个实例对该分析方法进行了验证。     

一种矿用红外瓦斯传感器的检测模型

建立了一种矿用红外瓦斯传感器的检测模型,通过计算及曲线拟合的方法得到瓦斯浓度与红外瓦斯传感器输出电压的关系,并对该检测模型进行了反演实验。实验结果表明,该检测模型的测量精度满足现场要求。     

基于M2M技术的矿区环境监测平台研究

为了有效监控矿区环境状况,预防安全事故的发生,介绍了一种基于M2M技术的矿区环境监测平台的设计方案。该平台采用M2M技术对矿区温湿度、瓦斯体积分数、土壤压力等环境数据进行监测,并采用RSSI算法实现矿区人员定位功能;采用最小二乘法对各环境监测数据进行曲线拟合处理后在上位机监控界面进行实时显示。实验结果表明,该平台运行良好,通信正常,且经拟合处理后的环境监测数据曲线更光滑,大大减小了数据误差。     

热隔离式MEMS气体质量流量传感器设计

研制了一种热隔离式微机电系统（ MEMS）气体质量流量传感器。加热电阻器和上下游测温电阻器采用热隔离悬梁式结构,间隔240μm。对恒温差电路的设计要点进行了分析并制作了系统电路。测试拟合了传感器输出电压随气体流量的关系曲线,并对传感器进行了标定。测试结果表明：在0～20 L/min的流量范围内,传感器响应速度快,灵敏度高,输出信号平滑,适合于工业及医疗等领域。     

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。     

多参数气体检测设备数据处理研究

常用的单气体测量设备只能检测单一气体,进行多参数测量是发展的趋势。该文就多参数检测设备中,传感器信号数据的处理方法做了分析和研究。采用多传感器信号矩阵运算去除气体交叉干扰;针对传感器信号输出非线性的特性,使用最小二乘法进行传感器输出特性曲线的拟合。将上述方法应用到多参数气体检测设备上,进行了相关实验。结果表明,该方法提高了多参数气体检测设备的精度和抗干扰性。