一种超声波液体浓度传感器的研制

本文介绍一种通过测定溶液的声速而给出其中某组份浓度的超声波液体浓度传感器.简述了传感器的原理与设计,讨论了温度、声速与浓度非线性关系以及传感器几何尺寸误差等因素所产生的影响.     

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。     

基于三次多项式的磁弹性传感器非线性误差修正

磁弹性传感器输出信号大,具有较高的过载能力,非常适合用于测量金属板材的轧制力和桥梁支撑柱的压力。理论上,传感器输入和输出之间是线性关系;但实际上,传感器的输入输出特性都是非线性的。非线性误差是传感器的关键指标,直接决定产品的定级。对于重复性好和回差小的传感器,可以用三次多项式修正降低其非线性误差,以提高产品等级。通过400 t磁弹性传感器在标准测力机上进行的测力试验,验证了非线性误差修正方法的可行性,将传感器的非线性误差从2.75%减小到了0.35%,大大降低了非线性误差,且修正方法简单实用,使用单片机的仪表在现场即可进行数据修正操作。对于电阻应变式传感器和其他线性仪表,此方法同样适用。     

基于导数约束的称重传感器非线性误差补偿方法

电阻应变式称重传感器存在严重的非线性误差,直接影响称重结果的准确度。本文首先阐述了称重传感器的非线性误差机理与误差补偿原理,提出了一种基于导数约束的称重传感器非线性误差补偿方法。该方法根据称重传感器输入-输出特性曲线的单调递增性,构造神经网络补偿模型训练的约束条件,完成神经网络优化设计,弥补了因训练样本不足导致的网络泛化误差大的缺陷,同时讨论了惩罚因子对网络性能的影响。实验表明,采用这种基于导数约束神经网络补偿方法（DCNN方法）的称重传感器的非线性误差远小于补偿前的误差;同时当训练样本不足时,DCNN方法比传统训练方法（仅利用数据样本训练神经网络,DINN）具有更好的泛化能力,称重准确度更高。     

称重传感器非线性误差自适应补偿方法

额定量程内称重传感器的非线性误差不同,为此阐述了称重传感器的非线性误差特性,提出了一种非线性误差自适应分段补偿方法:在额定量程的上限区,采用基于径向基函数神经网络(RBFNN)的补偿网络完成传感器非线性误差补偿;在下限区,采用数字滤波器完成非线性误差补偿;在中间区,传感器不补偿。同时利用自适应选择网络,完成了分段补偿的选择。实验表明,采用这种方法补偿后的称重传感器下限区、中间区与上限区的最大相对误差分别由补偿前的0.2、0.4、1.37下降到0.16、0.04、0.07,补偿效果明显。     

高精确度传感器非线性误差的研究

深入探讨了应变式传感器的非线性误差,并导入了传感器本身所存在的非线性误差计算公式,利用仿真技术,对贴片区进行应力计算和分析,提出了传感器非线性误差主要来源于贴片区应变梯度这一观点,并导出相应非线性误差计算公式。     

矿井CO浓度的支持向量机数据融合检测方法

针对检测矿井一氧化碳（CO）含量时,电化学传感器输出受到矿井大气中甲烷气体影响的问题,提出了一种基于支持向量机（SVM）数据融合的CO浓度检测方法。该方法将催化传感器与电化学传感器构成传感器对,利用能够从全局意义上逼近任意非线性关系的支持向量机对传感器对的输出信号进行非线性数据融合,构建了矿井一氧化碳浓度检测模型。实验结果表明,该方法的平均绝对百分比误差为0.88%,均方根误差为1.32 ppm,有效地消除了甲烷对CO电化学传感器的影响,实现了矿井CO浓度的精确检测。     

双轴旋转惯导系统转位误差对导航精度影响研究

针对双轴旋转惯导系统转位误差对导航精度的影响机理问题,在研究陀螺的非线性标度因数误差效应基础上,分析了转位误差与陀螺非线性标度因数误差的耦合作用,对耦合作用对导航精度的影响进行了仿真.研究表明:陀螺非线性标度因数误差不变时,转位误差会引起导航经度误差的积累和发散,积累和发散的程度与转位误差大小近似呈正比关系;转位误差不变时,导航经度误差会随陀螺非线性标度因数误差的增大而增大.     

水下定位系统传感器安装误差标定技术研究

提出了一种基于非线性参数估计的水下定位系统传感器安装误差标定技术.水下定位系统由声学传感器,GPS和船体姿态传感器组成,各传感器的坐标系并不能完全重合,需要对传感器之间的误差标定后进行修正才能够获得高精度的定位效果.已有的标定方法多基于高斯-牛顿迭代法,而当非线性系统模型线性化带来较大误差时,常规的基于高斯-牛顿迭代法的标定方法已无法达到高精度的要求,而非线性模型参数估的直接解法则掺人了三阶量,有效减小线性化的模型误差,提高了各传感器安装误差的标定精度.海试数据处理表明:定位精度可由1 m提高到0.7 m.     

混凝土内应力测量的应变砖传感器设计与应用

针对混凝土内应力传感器匹配误差问题,设计制作埋入式应变砖传感器,将混凝土作为传感器一部分整体进行标定,从而减少实际测量中匹配误差的影响。传感器设计中考虑温度和干扰补偿,并对应变计进行良好防护以确保20MPa压力下传感器绝缘性能良好。进行50kN静态加载试验,得到加载力同传感器输出的函数关系和非线性误差。经过激波管动态加载试验,得出应变砖固有频率大于30kHz,可用于动态加载的混凝土内应力测量。