冲击波测试系统中传感器动态补偿装置

在测量爆炸冲击波陡峭信号时,为了得出准确的超压峰值,必须解决由于传感器的带宽不够引起的测试数据剧烈震荡的问题。为此使用了模糊神经网络算法对传感器进行逆建模进而消除传感器动态误差,此方法能够准确快速地得出动态补偿装置的权值和系数。对压电传感器进行了建模并详细分析了补偿前后传感器的时域和频域动态特性。设计了以ARM为核心的动态补偿装置。实验证明将动态补偿装置应用于工程后能够减小传感器的动态误差并准确获得超压峰值。     

一种温压内爆炸准静态压力测量方法研究

针对有限空间温压爆炸准静态压力准确测量问题,依据传压管道滤波效应特性,设计了一种准静态压力测量组件,建立了温压内爆炸准静态压力测量方法。采用圆柱杆上的螺旋形凹槽结构,与内管壁组成了微型传压管道,与压阻型压力传感器配合,形成一种准静态压力测量组件,抑制了爆炸压力波中高频冲击波分量的传播,减小了爆炸光、热对压力传感器性能的影响。在激波管和准静态压力校准装置上,分别测量了压力组件的输出信号,得到测量组件的升压时间小于0.24 ms,测量误差小于0.6%,满足内爆炸场准静态压力的测试需求。目前,该测量方法已用于温压炸药内爆炸效应试实验中,为温压炸药爆炸释能评估提供了测试基础。     

基于CPLD的热电阻动态补偿滤波器

有些传感器因其不理想的动态特性而不能被高性能的测量或控制系统采用，热电阻就是一个典型的例子。而这种不理想的动态特性可用一个后继的滤波器来补偿。通过对热电阻时间常数的测定，我们可以建立其系统模型，进而确定其动态补偿滤波器的参数。本文用VHDL对基于CPLD的补偿滤波器进行了描述，并在Altera的Max PluslI中仿真．结果证明这一方案是非常有效可行的。     

基于QPSO算法的传感器动态补偿方法及FPGA实现

为了解决在测试系统中由于传感器动态特性引起测试数据失真的问题,提出了一种基于量子粒子群优化算法(Quantum-Behaved Particle Swarm Optimization,QPSO)的传感器动态补偿方法;该方法依据传感器校准时的输入和输出数据运用QPSO算法得到最优补偿器模型及参数;为了将获得的最优动态补偿器运用于实时在线测量,将分布式算法引入到动态补偿器的硬件结构设计中,完成了传感器动态补偿器的高速并行FPGA实现。实验表明高速并行动态补偿器不但能够修正传感器的动态误差,而且其高速并行结构极大减少了对FPGA资源的占用率并有效的提高了系统等效吞吐率。     

基于神经网络的传感器动态补偿算法及DSP实现

为了改善传感器的动态响应特性,对其输出结果进行动态补偿是一个有效方法;讨论了基于自适应神经网络的传感器动态逆建模方法,采用网络分块训练和可变学习因子的方法来提高训练的精度,缩短收敛时间;研究了在加入不同信噪比的随机噪声下应用该模型实现传感器动态补偿的可行性;对典型的压电传感器模型进行了仿真,仿真结果表明补偿后传感器模型的响应速度加快,同时还可以抑制噪声;研制了基于数字信号处理器的数据采集及补偿系统并运用该系统对传感器模拟器输出的数据进行了采集,试验结果表明该系统能够准确的采集存储数据,同时还能够修正由传感器模拟器引起的动态误差。     

压力传感器动态误差修正方法的FPGA实现

为了实时修正由于压力传感器动态特性引起的动态误差,提出了一种基于IIR数字补偿滤波器的FPGA实现方案.该方案首先依据压力传感器动态标定时的输入和输出数据利用改进的最小二乘算法建立全面描述传感器系统的数学模型,继而运用零极点配置方法重新配置模型零极点得到最优IIR补偿器模型及参数,其次在保证补偿器性能无失真或失真很小的基础上使用MATLAB工具量化补偿器模型参数,最后在以FPGA为控制核心的数据采集及存储系统的基础上应用量化的IIR补偿器模型参数设计了IIR补偿器软核,从而实现传感器动态误差的实时修正.实验结果表明:该方案能够实时有效地修正传感器动态误差.     

基于高阶补偿器的加速度传感器动态误差补偿方法

加速度传感器动态特性对其动态测量结果具有重要影响。为了改善加速度传感器动态性能,减小动态误差,提出了一种基于高阶补偿器的加速度传感器动态误差补偿方法,该方法通过建立加速度传感器ARX模型,利用加速度传感器模型极点确定高阶补偿器的阶次,并应用误差白化算法（EWC）获得高阶补偿器的参数,实现加速度传感器的动态误差补偿。实验结果表明,该方法有效改善了加速度传感器的动态特性,且高阶补偿器的补偿效果优于低阶补偿器的补偿效果。高阶补偿器补偿后传感器输出超调量和残差均是低阶补偿后的三分之一,响应时间是低阶补偿后响应时间的一半左右。     

基于模型参考和神经网络的传感器动态补偿器的设计

为了改善传感器的动态响应特性,提出了一种动态补偿器的设计方法.该方法在传感器后接一基于模型参考自适应方法的动态补偿器,并利用BP神经网络算法不断在线辨识补偿器参数,使其始终工作在最佳参数下,实现动态性能的在线补偿.试验表明,对动态品质较差的双孔悬臂梁式压力传感器进行在线补偿,其到达稳态值的调节时间由0.1 s缩短为0.015 s,动态性能得以较好的改善.该方法为提高传感器性能开辟了新途径.     

压力传感器测试系统的动态校准及特性分析

针对利用传感器静态灵敏度对动态信号进行测试时而引入的测量误差,使用激波管对压力传感器进行动态标定,对校准结果进行分析得到传感器的动态特性,并计算出其动态灵敏度。利用校准数据对传感器模型的阶数进行判别,为以后对测试结果进行修正和补偿提供理论依据;最后对动态校准过程中误差的来源进行分析并给出传感器动态灵敏度的不确定度。     

基于改进QR-PSO算法的压力传感器的动态补偿方法

针对压力传感器在实际使用中动态特性难以满足测试需求这一问题,利用激波管对压力传感器进行动态标定,获取实验样本,依赖样本估计逆模型,提出了基于QR分解和改进粒子群算法构建补偿系统的设计方法.采用QR分解确定模型阶次,降低了简化传感器模型带来的动态补偿运算误差,并结合改进粒子群算法,高效、智能的确定补偿系数.通过实测样本对补偿系统进行重复性验证,结果表明压力传感器的动态响应性能显著地提高了,补偿效果令人满意.     

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.     

瞬态表面温度传感器动态建模方法研究

测量瞬态高温时,由于传感器自身的热惯性,测量结果与真实结果之间存在很大的动态误差.动态补偿或动态误差修正对于改善测温系统动态特性,减小动态误差有重要意义,而建立温度传感器动态数学模型则是进行动态补偿或动态误差修正的前提.本文首先设计了瞬态表面温度传感器动态校准系统;然后,利用系统所测得输入输出数据,采用系统辨识方法建立了测温系统的动态数学模型;最后,利用交叉检验法验证该模型的正确性.经检验该方法可以达到理想的辨识效果,从而为系统反滤波动态误差修正奠定了基础.     

基于逆模型的温度传感器动态补偿方法

在瞬态测量中,温度传感器的测量滞后会影响到测量系统的精度。提出了一种通过建立温度传感器的动态逆模型来扩宽其工作频带,以此来减小因温度传感器测量滞后所形成的动态测量误差的补偿方法。用该方法设计的动态补偿器具有不依赖温度传感器动态模型的特点,可根据温度传感器和参考模型对输入激励响应的实测数据,通过微粒群(PSO)算法的优化学习得到补偿器的参数。检测信号经补偿计算后输出,能够克服传感器的测量滞后。实验证明了该方法的有效性。     

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。     

瞬态表面温度传感器动态校准及误差补偿研究

测量瞬态高温时,由于传感器自身的热惯性,测量结果与真实结果之间存在很大的动态误差。动态补偿对于改善测温系统动态特性,减小动态误差有重要意义。该文首先熟悉现有的瞬态表面温度传感器动态校准系统;然后,利用系统所测得输人输出数据,采用系统辨识方法建立了测温系统的动态数学模型,并利用交叉检验法验证该模型的正确性;最后,利用反滤波动态补偿方法实现对瞬态表面温度传感器测温系统的动态补偿。经检验该方法可以达到理想的补偿效果,减小了动态误差,改善了系统的动态特性。     

温度传感器动态性能测试技术研究

针对温度传感器的动态性能研究问题,本文介绍了对瞬态表面温度传感器进行动态校准的系统的原理框图、组成装置以及实验结果,并探讨了动态补偿的方法。动态测试结果验证了方案的可行性,表明本系统稳定性好。测试结果对热电偶温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值。     

基于无线控制的冲击波超压测试系统

本文介绍了基于无线控制的冲击波超压测试系统,根据冲击波信号的特点确定了系统的测试原理、采样参数等。该系统将压力传感器、适配电路、A/D转换器、无线触发、控制电路、通讯接口及电池紧凑在一起,构成一种可相对独立工作的便携式冲击波场超压测试仪。该系统具有无线控制、微功耗、无需引线等特点,具有抗干扰性强和无需电缆引线的优点,特别适宜于大范围多测点的冲击波测试试验场合。