桥补结合电路技术在力传感器中的应用及分析

由电阻应变式构成的传感器或是组成的测力装置系统中,在利用反馈补偿手段进行测量惠斯顿电桥输出方法时,用于补偿桥路输出的应变电压的补偿电压取之于被测桥路,桥路信号经与补偿信号作矢量叠加便产生桥补结合的效果。电桥信号经过这样处理后,可使被测桥路不会产生非线性现象、桥压变化不影响测量精度等一些优点。     

基于GA优化LS-SVM的霍尔位移传感器的温度补偿

由于霍尔位移传感器输出电压随温度变化,所以需要对该传感器进行温度补偿.首先采用遗传算法(GA)优化的最小二乘支持向量机算法(LS-SVM)建立被测位移与霍尔位移传感器系统的输出电压和温度之间的函数关系,其次从该函数关系求出融合后的数据,最后从该数据求出温度补偿后零位温度系数、灵敏度温度系数和相对误差.研究结果表明,温度补偿后零位温度系数和灵敏度温度系数均提高了一个数量级,相对误差也得到了很大的改善,从而达到了对霍尔位移传感器温度补偿的目的.     

电容式条干均匀度传感器电路的研究

采用矩形脉冲供电的ＲＣ桥路作为检测条干均匀度的电容式传感器的前置变换电路．通过设计具有陡峭前沿的矩形脉冲桥电源和选择适当的桥路微分电阻，可以获得比较大的桥路输出。分析可知，提高桥电源频率和限制填充系数可以减少条干中水份对测量结果的影响，按变异系数本身定义进行计算也具有同样作用。以１２ＭＨｚ的桥电源频率做了关于传感器转出线性、零点的时间漂移和温度漂移的初步实验。     

传感器温度误差补偿的计算机软件实现方法

介绍了几种传感器的温度误差计算机软件补偿方法，为实现温度误差的计算机软件补偿提供了理论依据。     

光纤光栅应变传感器的温度补偿

为建立经过钢套筒封装后的光纤光栅应变传感器的温度补偿方法,从封装传感器的微观结构出发,利用光栅与封装套筒在界面上力学作用机理推导出封装传感器的波长变化与环境温度、应变变化值之间的关系式.给出了应变传感器进行应变测量时的温度补偿公式与工程实施方案.室内的标准实验证明:对于封装的应变传感器进行应变测量时,采用建立的温度补偿公式与实施方案能够正确剔除温度影响,得到真实的应变值,如果采用传统的裸光栅温度补偿方法在温度变化幅度较大情况下将导致严重的系统测量误差.     

桩基静载过程中OFDR温度补偿试验研究

桩基静载试验是一种准确、可靠的桩基承载力测试试验，通过静载试验中桩身变形的测试，有利于分析桩基变形和承载特性.在桩基静载试验过程中，采用光频域反射（OFDR）技术开展桩基变形测试，考虑到温度的影响，对OFDR技术测得应变结果进行了温度补偿.结果显示：在本次试验中，用于温度补偿的温度传感光纤应变值随着桩顶上部加载出现了较大的变化，其原因是光纤传感器与钢筋笼之间绑扎过于紧密.对比进行温度补偿和不进行温度补偿的桩身应变数据，发现不做温度补偿造成的影响不能忽略，因此应变传感光纤测试结果必须进行温度补偿.研究结果可为桩基变形高精度监测提供科学参考.     

非线性动态传感器系统 Hammerstein神经网络补偿法

针对传感器动态特性中存在非线性的问题,提出一种基于Hammerstein传感器模型的非线性动态神经网络补偿法。先将补偿模型分解为与Hammerstein模型对应的线性动态与非线性静态2个环节;再设计一种新型的神经网络结构,使网络权系数对应于相应的Hammerstein补偿模型参数,并推导反向传播的网络权系数调整方法;最后通过网络迭代训练,求得补偿模型的线性动态与非线性静态两个环节。仿真与实际实验结果均表明该传感器非线性动态补偿方法使传感器具有理想的输入输出特性。     

光纤陀螺零偏温度补偿的实验研究

为光纤陀螺因温度效应而产生的零偏提供一种补偿方法,针对自行研制的光纤陀螺仪的零值漂移,根据实验数据,建立一种温度补偿模型,采用最小二乘法拟合计算出所需的修正系数对其预测补偿.补偿结果表明:光纤陀螺经模型补偿后零偏基本可以减少一个数量级,并进一步提高了零偏稳定性,补偿效果明显.     

基于DSP的微型飞行器高度计的研制

介绍了一种新型微型飞行器高度计的研制技术.利用微型数字压力传感器和数字信号处理(DSP)串口通迅,读取数字压力传感器中压力、温度值及补偿参数,用软件进行温度补偿和高度计算.介绍了在2种温度、2种压力下校正传感器的灵敏度、零漂等参数的方法及温度补偿原理.实验室测试表明:该高度计的误差小于±5 m,分辨率为1 m.经飞行试验,证实所研制的高度计具有体积小,重量轻,功耗低,精度高,工作可靠等特点.     

新型光纤高温高压传感器的研究

针对油井下温度、压力测试要求,研究了一种新型的光纤式温度压力传感器。传感器基于光纤Bragg光栅（FBG）和Fabry-Perot（F-P）腔传感原理,能同时检测压力和温度。F-P腔的压力系数远大于温度系数,并通过温度补偿保证传感器的测试精度。经实验室标定和测试,传感器压力检测的精度达到±0．5％F．S．,温度检测精度达到±0．5℃。对油井下的温度压力测试有重要意义。     

基于反馈调节器的应变式位移传感器非线性校正

因受自身材质、工艺等条件的限制以及温度等外界环境影响,应变式位移传感器的输入-输出特性存在非线性误差.采用最小二乘法建立传感器正模型、逆模型及传统方法补偿后的传感器输出误差模型.在此基础上根据反馈控制理论引入反馈调节器,利用传感器正模型与输出误差模型对系统非线性特性做进一步补偿,实现对传统非线性校正方法的改进.同时,通过调节反馈系数改变反馈调节器的作用强度,可抑制系统零点漂移.研究结果表明,经含有反馈调节器的非线性校正环节作用后,系统的非线性特性及零点漂移得以改善     

光纤Bragg光栅的传感原理及实验分析

光纤传感器作为一种先进的传感器,有许多优点,它的用途必然越来越广泛.本文着重研究了光纤布拉格光栅的应变和温度特性,通过实验所测的光栅应变系数和光栅温度系数与理论计算值很相符,为光纤Bragg光栅在电力、石油、化工等领域的温度和应变监测提供了理论依据和实验数据.     

FBG传感器温度性能及温度补偿实验

FBG温度传感器可以用于测温,在其他参量监测中,还用它作温度补偿.本文对FBG及其传感器的温度性能进行实验研究,旨在研究FBG传感器的温度灵敏度及提高温度补偿精度的方法.结果表明:从实验中得到的温度灵敏度与理论分析结果非常吻合;使用低膨胀材料做工作片基底,用高膨胀材料做补偿片基底,可以有效地减小温度补偿误差,提高测量精度.     

基于RBF神经网络模型和SVM模型的压力传感器

压阻式压力传感器由于受环境温度影响会产生较大的温度漂移,测量精度明显降低,不利于其他依赖于压力数据的测控环节的工作。简要分析了当前常用的压力传感器温度补偿方法,然后采用RBF神经网络模型和支持向量机模型对压力传感器因温度变化所产生的非线性进行补偿。结果显示:传感器的温度漂移分别降低到0.6%F.S和0.5%F.S.,大大提高了压力传感器的性能和测量精度。最后,通过补偿结果的对比分析,讨论了两种算法的优劣性。     

复合磁路结构对电子天平仪的温度补偿

电子天平仪是一种从概念上与机械杠杆式完全不同的称重计量仪器.由于提供气隙磁场的永磁材料的性能随温度而变化,影响了电子天平仪的精度.该文采用负温度系数的钕铁硼和正温度系数的铁氧体构成复合磁路以达到温度补偿,大大提高了电子天平仪的温度稳定性.     

全对称谐振式压力传感器结构设计与仿真分析

提出了一种基于侧向驱动的全对称谐振式压力传感器结构.谐振结构采用侧向梳齿电容驱动,既保证了驱动力的线性特性,又由于本身的空气阻尼为滑膜阻尼,可以取得较高的品质因子.另外,设计的差分电容结构能进一步提高器件的检测灵敏度.经过ANSYS 10.0的仿真分析总结出谐振结构固有频率受结构参数影响的规律,确定了量程为0～550 kPa的谐振式压力传感器具体尺寸,其灵敏度达到了22.602 Hz/kPa;分析了温度对谐振结构固有频率的影响,得到-20～60℃下的热灵敏度温度系数为-1.8233 Hz/℃,为后续的温度补偿提供依据;最后通过分析谐振结构的频域响应特性,最终确定了传感器的频域特性曲线以及不同阻尼比下传感器的品质因子.为谐振式压力传感器真空封装的真空度选择提供参考.     

关于压力传感器零点热漂移的补偿分析

由于压力传感器的物理特性,使它会产生零点热漂移,这种温度漂移在很大程度上会影响压力传感器的精度。因此,对零点热漂移的补偿就成为压力传感器的一个重要研究方向。本文从电路的角度分析了压力传感器产生零点热漂移的原因,为压力传感器进行温度补偿提供了理论基础,同时文章中也给出一些温度补偿的方法。     

基于专家系统随机逼近的激光传感器的温度补偿研究

在实验测试及分析矿用激光甲烷传感器特性的基础上,针对激光传感器测量气体时对温度敏感的不足,提出一种基于专家系统的随机逼近的激光传感器的温度补偿的方法。首先根据分析实验测试数据推导出测量甲烷浓度与温度影响的关系式,然后根据测试的随机温度建立了专家规则,并设计制作出传感器补偿部分电路,最后对温度补偿效果进行了验证。实验结果表明,在温度随机变化下减少了测试数据的波动,使补偿后测试时间和测量精度都有较大的改善。该方法可对矿井气体检测安全生产具有一定的参考价值。     

α射线露点传感器非线性修正

介绍了采用半导体探测器和温度传感器研制成的α射线露点传感器的工作原理.分析了α射线露点传感器的温度特性,表明测量范围较宽时,传感器的输出易受环境温度的影响,并且成非线性.提出一种基于神经网络高精度线性化子块网络集成插值实现露点传感温度补偿方法.利用神经网络共轭梯度算法具有逼近任意非线性函数的特点,通过训练使神经网络建立在不同环境温度下传感器输出与其实际感受的电压值之间的非线性映射关系,实现α射线露点传感器温度补偿.实验结果表明,该方法不仅能有效地消除温度的影响,而且能在神经网络的输出端得到期望的线性输出.     

基于FLANN数据融合的微重力落舱动态测重补偿及校正

提出了一种用函数连接型神经网络(FLANN)数据融合及直线回归分析技术相结合实现微重力落舱动态测重的补偿及其非线性校正的方法.该方法将测重传感器输出的线性段特性用回归方法进行拟合,得到直线校正方程;对测重传感器非线性特性采用FLANN数据融合,从而实现测重传感器温度补偿与非线性校正.该方法用于微重力落舱动态测重结果分析表明,该方法是切实有效和可行的.