[發明專利]一種提高傳感器測量精度方法

有效

• 申請號: 201410150492.2
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103940453A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王祥;盧文科;俞經龍;陳月華
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01D3/028
• 分類號: G01D3/028
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種提高傳感器測量精度方法，屬于傳感器測量技術領域。

背景技術

傳感器是能感受規定的被測量件并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成，在工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程中都離不開各種各樣的傳感器，傳感器技術在發展經濟、推動社會進步方面的有著非常重要的作用。隨著社會的進步，對各種事物的探索及各種行業的需求，傳感器的精度要求也越來越高，然而提高傳感器精度需要付出很大的經濟代價，亟需一種簡單方便有效的提高精度的方法。

Matlab(MATLAB是matrix&laboratory兩個詞的組合，意為矩陣工廠(矩陣實驗室)。是由美國mathworks公司發布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態系統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統非交互式程序設計語言(如C、Fortran)的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平)。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供了一種簡單有效、方法明確、方便快捷的提高傳感器測量精度方法，解決了對各種事物的探索及各種行業的需求，傳感器的精度要求越來越高，而提高傳感器精度需要付出很大經濟代價的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種提高傳感器測量精度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：建立傳感器電路，獲取主傳感器和測量干擾量的傳感器的數據，將數據采集到計算機中；

步驟(2)：利用matlab軟件對傳感器測得數據進行預處理，利用統計學方法剔除偶然誤差點；

步驟(3)：將剩余數據進行歸一化處理后作為多項式神經網絡的輸入值，進行Matlab仿真，通過多次仿真比較傳感器干擾量敏感性，從而確定出多項式神經網絡隱含層最優神經元數目，得出神經網絡結構；

步驟(4)：保存步驟(3)中得出的最優神經元數目下的神經網絡權值，確定傳感器輸出值；

步驟(5)：將數據融合模型存儲至傳感器系統中。

本發明采用多傳感器融合技術，消除了干擾量影響；同時取消了原先檢測的硬件結構，從而簡化了結構，降低了成本。本發明簡單有效，方法明確，方便快捷，可以應用到各種傳感器系統中，具有比較好的效果。

附圖說明

圖1為一種提高傳感器測量精度方法的流程圖；

圖2為傳感器電路的電路框圖；

圖3為采用實施例1中的數據確定神經網絡結構仿真圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本發明為一種提高傳感器測量精度方法，其中主傳感器和輔助傳感器同時使用的多傳感器融合技術，主傳感器測量目標量，輔助傳感器測量影響主傳感器測量精度的因素，通過標定實驗獲取主傳感器和輔助傳感器測量數據，將所獲數據存入到計算機中，采用多項式神經網絡算法，利用Matlab軟件確定多項式神經網絡結構以及神經網絡權值，將在計算機中所獲得的模型存入到多傳感器測量系統微處理器中，主傳感器和輔助傳感器測量值作為模型的輸入值，從而得出消除影響后輸出值，從而達到提高傳感器測量精度的目的。

實施例1

提高開環式霍爾電流傳感器測量精度：首先建立霍爾電流傳感器測量電路，環境溫度對霍爾電流傳感器測量精度有很大的影響，將霍爾電流傳感器作為主傳感器，將溫度傳感器作為輔助傳感器，將溫度傳感器貼于霍爾電流傳感器表面上，采集霍爾電流傳感器和溫度傳感器測量數據。測量電路框圖，如圖2所示，主傳感器和輔助傳感器接收數據后進入信號處理電路進行處理，再對其進行AD轉換后進入微處理器。將測得的數據(如表1)存入到Matlab程序中，利用統計學方法剔除偶然誤差點，剩余數據作多項式神經網絡處理數據，將剩余數據進行歸一化處理后作為多項式神經網絡的輸入值，進行Matlab仿真，通過多次重復性仿真，如圖3所示，當神經元數為38時，比較得出比較優良的神經網絡結構，利用多項式神經網絡權值直接確定的方法，得出神經網絡權值，從而得出傳感器系統輸出值，如表2所示。應該理解為，應用到其他行業或者有著類似的觀點的操作視為同一個發明。

表1霍爾電流傳感器二維試驗標定數據