基于DSP和IIR的传感器动态特性改善装置

在瞬态信号测试中,一些情况下传感器的动态特性不能满足需求。针对此问题采用最小二乘法处理动态校准的数据来离线辨识IIR滤波器的参数,从而对传感器进行逆建模实现对传感器动态特性的改善。在以DSP为核心的补偿装置中先将离线辨识的参数存入系统,然后对传感器系统的输出序列进行在线修正,实验表明改善装置和传感器组成的智能传感器系统的动态特性,明显优于传感器本身的动态特性。     

基于FPGA的可编程滤波器的设计

应变测试系统中传感器输出信号非常微弱,传感器与测量仪连接线较长容易引入干扰信号,且应变仪应用场地干扰信号不同。介绍了一种用FPGA实现的可编程IIR型滤波器,该滤波器以二阶基本节为核心,通过改变二阶基本节的系数来改变滤波器滤波模型及截止频率。嵌入式计算机把系数写入滤波器实现低通、高通、带通及带阻滤波。该滤波器在应变测量仪器应用上取得了很好效果。     

基于改进RLS的传感器动态特性校正方法

在动态测试中为了消除传感器谐振频率处振动产生的误差,针对传感器高阶系统的补偿问题提出一种改进RLS算法优化补偿滤波器。采用梯度下降法产生滤波器参数初值,再用RLS算法对参数进行修正。在matlab平台上对算法进行了仿真验证,分析了补偿前后传感器系统的时域响应和频域响应。对实际压电传感器CY-YD-205进行了补偿,工程实验表明采用改进RLS算法设计的补偿滤波器可以大大改善传感器系统的动态特性。     

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.     

传感器二阶动态特性的标定

用数字补偿滤波器可补偿传感器的动态特性，而补偿滤波器的设计是基于传感器动态特性的标定。本文针对具有二阶特性的厚膜压力传感器，在仿真及实验的基础上．研究了其二阶动态特性的标定方法，包括物理激励信号的产生．单纯形优化法(Simplex Optimization Method)中所用的目标函数(cost function)．为产生高性能的数据字补偿滤波器提供了有效的方法。     

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.     

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。     

基于CMAC的非线性逆滤波改善传感器的动态特性

在测量系统中许多传感器存在着严重的非线性静态特性和响应滞后的动态特性,当被测量对象的变化率高于传感器的响应速度时,测量结果与真值之间存在较大的误差.为了补偿这个测量误差,采用了一个由无限响应的IIR滤波器和静态非线性环节构成的非线性滤波器去改善传感器的特性.IIR滤波器的系数通过实验数据得到,非线性静态环节采用单输入单输出小脑神经网络(SISO CMAC)实现.SISO CMAC具有学习简单、收敛速度快、函数逼近精度高等特点.最后,通过对热敏电阻动态测量误差的补偿,验证了该方法的有效性.     

改进型灰狼算法在热电偶动态补偿中的应用

为解决热电偶传感器在瞬态温度测试过程中因传感器动态性能不足引入动态误差影响测试精度的问题,提出基于改进型灰狼优化算法的热电偶传感器动态补偿方法.通过改变候选解产生策略和引入动态权重因子,对灰狼优化算法(GWO)进行改进,从而进一步提高了热电偶传感器的时间常数.根据热电偶传感器水浴法校准数据寻优获得补偿系统传递函数,并对实测火焰数据进行实验.实验结果表明,水浴法校准数据经补偿后时间常数由0.0685s提升为0.0147s,动态误差减小了近75%.经IGWO寻优获得的动态补偿系统,可有效地改善热电偶传感器的动态特性,减小热电偶传感器的动态误差.     

火焰温度场测试中的传感器动态特性补偿

在进行爆温测试时,爆炸伴随的高温火焰具有变化快、温度高、测试环境恶劣等特点.针对这种特定的测温场合,运用火焰温度源法研究了热电偶传感器在火焰温度场中的动态响应特性.为了减小热电偶的动态测量误差,通过粒子群优化算法(PSO)建立了测试系统的动态补偿滤波器模型.实验表明,这种研究方法有效地改善了热电偶的动态测量误差,对通过爆温测试进行弹丸热毁伤评价有一定的参考价值.     

冲击波压力传感器组件动态特性补偿研究

为抑制爆炸场寄生效应,冲击波压力传感器须采取相应抑制措施,这使得传感器组件工作频带变窄,导致测量失真。因此须对传感器组件进行动态补偿,以实现工程无失真测量。首先,对典型冲击波压力传感器组件进行动态校准,并通过微分法得到其动态特性非参数模型;然后,进行了动态特性参数模型辨识,通过设计动态补偿数字滤波器,对典型传感器组件进行了0~40 kHz的动态补偿,并验证其科学性和有效性;最后,对典型爆炸冲击波压力信号进行了动态补偿。该研究对提高冲击波压力测量精度、准确评估毁伤威力具有重要意义。     

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。     

基于量子粒子群算法的热电偶动态校准及动态补偿技术研究

为了实现热电偶传感器的动态校准及动态补偿,有效改善热电偶的动态特性,利用半导体激光加热高、加热快的优点,构建了可溯源温度动态校准系统,实现了热电偶的可溯源动态校准,测得了C型热电偶的时间常数。应用量子粒子群优化算法建立了热电偶传感器的动态补偿滤波器模型,有效改善了热电偶的动态特性,减小了热电偶传感器的动态误差。     

压电式动态应变测量系统低频特性的补偿研究

针对采用压电元件的动态应变测量系统的低频失真问题,提出一种采用数字滤波器的低频特性补偿方案。通过动态标定试验,获得了压电应变测量系统的阶跃响应特性,以应变计测量结果为期望输出,以压电式传感器测量结果为补偿滤波器的输入,采用M atlab中的系统辨识工具箱设计了数字补偿滤波器。应用结果表明:该方法可使得测量系统的低频下限由原来的2.2Hz降低到10-3Hz以下,低频响应不足引起的失真得到了很好的恢复。