[發(fā)明專利]一種三角函數(shù)溫度補償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810560713.1
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108732380A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李榮寬;周駿;劉一兵
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01P15/02
• 分類號: G01P15/02;G06F7/548
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了一種三角函數(shù)溫度補償方法，所述方法包括：在溫箱中對需要溫度補償?shù)南到y(tǒng)進行溫循環(huán)實驗；將實驗數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，N組待擬合數(shù)據(jù)；用三角函數(shù)對N組待擬合數(shù)據(jù)點進行擬合，得到三角函數(shù)表達式：利用三角函數(shù)表達式對原始數(shù)據(jù)進行補償?shù)玫窖a償結(jié)果；實現(xiàn)了能夠達到高階數(shù)的多項式擬合效果，也能彌補雙指數(shù)函數(shù)對復(fù)雜曲線擬合效果較差問題，同時計算量小的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度補償方法領(lǐng)域，具體地，涉及一種三角函數(shù)溫度補償方法。

背景技術(shù)

隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展,慣性傳感器在過去的幾年中成為應(yīng)用最廣泛的微機電系統(tǒng)器件之一，其中微加速度計已經(jīng)成為被廣泛用于測量物體加速度的慣性裝置。但是環(huán)境溫度的變化是MEMS加速度計產(chǎn)生誤差的最重要原因之一，而且其導(dǎo)致MEMS加速度計的性能大幅度的降低。

現(xiàn)有的溫度補償軟件方法大多是采用多項式函數(shù)：

如y＝a₀+a₁×x+a₂×x²+a₃×x³......，由于多項式函數(shù)計算簡單，可以采用線性最小二乘法擬合因此被廣泛應(yīng)用。然而多項式函數(shù)也存在一定的局限性，由于溫度曲線具有非線性的特點，當面對較為復(fù)雜的溫度曲線時，需要采用較高的階次。因此參數(shù)較多，計算量增加。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和卡爾曼濾波等算法也可以有效地對溫度曲線進行補償，不過算法比較復(fù)雜，僅限于理論研究，很難集成到傳感器芯片中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種三角函數(shù)溫度補償方法，解決了現(xiàn)有的溫度補償方法計算量大，計算復(fù)雜的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能夠達到高階數(shù)的多項式擬合效果，也能彌補雙指數(shù)函數(shù)對復(fù)雜曲線擬合效果較差問題，同時計算量小的技術(shù)效果。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請?zhí)峁┝艘环N三角函數(shù)溫度補償方法，所述方法包括：

在溫箱中對需要溫度補償?shù)南到y(tǒng)進行溫循環(huán)實驗；

將實驗數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，N組待擬合數(shù)據(jù)；

用三角函數(shù)對N組待擬合數(shù)據(jù)點進行擬合，得到三角函數(shù)表達式：

y＝a₀+a₁×sin(x)+a₂×cos(x)；其中，N為大于等于2的正整數(shù)，a₀為線性系數(shù)；a₁為正弦系數(shù)；a₂為余弦系數(shù)；x為函數(shù)自變量即對應(yīng)的溫度值；

利用三角函數(shù)表達式對原始數(shù)據(jù)進行補償?shù)玫窖a償結(jié)果。

進一步的，本方法采用三角函數(shù)最小二乘法對N組待擬合數(shù)據(jù)點進行擬合，具體包括：

對原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，獲得散點圖(X_i Y_i)，X_i為溫度電壓值，Y_i為輸出電壓值；

確定擬合函數(shù)表達式：y＝a₀+a₁×sin(x)+a₂×cos(x)；

采用線性最小二乘法計算系數(shù)；

1.現(xiàn)在需要構(gòu)造一組系數(shù)，使其滿足與原始數(shù)據(jù)點的偏差程度最小，即

2.對函數(shù)進行替換，如下