[發明專利]多參數傳感器、多參數傳感器信號解耦方法及解耦裝置

在審

• 申請號: 202210987947.0
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115371731A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 李振明;桂林;何志祝;劉銘揚;劉偉;張攀
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;中國科學院理化技術研究所;中國農業大學;國網北京市電力公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D11/00;G01D3/028
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 孟大帥

本發明屬于傳感器領域，公開了一種多參數傳感器、多參數傳感器信號解耦方法及解耦裝置，包括：獲取多參數傳感器的電學信號；根據多參數傳感器的電學信號，從預設的若干標定信號中，選取與多參數傳感器的電學信號最相似的n個標定信號；根據選取的n個標定信號，得到多參數傳感器的物理信號。基于查表法的基本原理，首先根據未知工況下的電學信號，選擇與未知工況相相似的標定工況，然后依據多種物理信號同時施加時多參數傳感器相應地輸出唯一一組電學信號的傳感特性，以這些最相似的n個標定信號為基礎，實現多參數傳感器的電學信號的解耦，能夠有效提升多參數傳感器對復雜物理信號的解耦測量精度，并擴展多參數傳感器的工作范圍。

技術領域

本發明屬于傳感器領域，涉及一種多參數傳感器、多參數傳感器信號解耦方法及解耦裝置。

背景技術

目前，具有多種監測功能的多參數傳感器成為傳感領域的研究熱點，其是將具有不同傳感功能的元件有序地集成在同一個柔性陣列上，將刺激信號轉化為電學信號，實現對施加的復雜物理信號的實時識別和測量。因此，多參數傳感器在人機交互、健康監測以及智能機器人領域具有極大的應用市場和發展前景。

在實際測量中，多參數傳感器對復雜物理信號的測量精度是目前關注的重點。當不同物理信號同時施加在多參數傳感器上時，這些不同的物理信號事實上處于一種耦合狀態，而這種耦合狀態下的信號往往會使得多參數傳感器的電學信號發生信號漂移。從傳感原理上來說，信號漂移的現象是因為多參數傳感器中傳感元件收到耦合刺激中其他信號的干擾刺激。例如，外界環境的作用在多參數傳感器上的應力，會對電阻式溫度傳感器的測量信號產生不可忽略的影響。而耦合刺激引發的信號漂移，往往又會影響多參數傳感器對復雜信號的解耦測量精度和工作范圍。因此，在多種不同物理信號的耦合狀態下，多參數傳感器如何能夠處理信號干擾并保持解耦刺激的精度，是目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種多參數傳感器、多參數傳感器信號解耦方法及解耦裝置。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明第一方面，提供一種多參數傳感器信號解耦方法，包括：

獲取多參數傳感器的電學信號；根據多參數傳感器的電學信號，從預設的若干標定信號中，選取與多參數傳感器的電學信號最相似的n個標定信號；其中，n為預設常數；根據選取的n個標定信號，得到多參數傳感器的物理信號。

可選的，所述根據多參數傳感器的電學信號，從預設的若干標定信號中，選取與多參數傳感器的電學信號最相似的n個標定信號包括：獲取各標定信號的標定電學信號；獲取多參數傳感器的電學信號與各標定信號的標定電學信號之間的距離；根據多參數傳感器的電學信號與各標定信號的標定電學信號之間的距離，按照所述距離從小到大的順序，選取n個標定信號，得到與多參數傳感器的電學信號最相似的n個標定信號。

可選的，所述獲取多參數傳感器的電學信號與各標定信號的標定電學信號之間的距離包括：通過下式獲取多參數傳感器的電學信號與各標定信號的標定電學信號之間的距離：

其中，d_i為多參數傳感器的電學信號與第i個標定信號的標定電學信號之間的距離，α_t為多參數傳感器的電學信號中第t個參數的調節系數，為多參數傳感器的電學信號中第t個參數的無量綱值；為第i個標定信號的標定電學信號中第t個參數的無量綱值，T為參數總數。

可選的，所述多參數傳感器的電學信號中第t個參數的無量綱值通過下式得到：

其中，R_tx為多參數傳感器的電學信號中第t個參數，R_tmin為各標定信號的標定電學信號中第t個參數的最小值，R_tmax為各標定信號的標定電學信號中第t個參數的最大值。