多波长边缘电场传感器参数估计算法的研究.pdf

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1、第26卷第1期传感技术学报V01．26No．12013年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2013ParameterEstimationAlgorithmSimulationResearchofMulti·WavelengthFringingElectricFieldSensorHUANGYunzhi，ZHANGHuifeng，WANGBeibei(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Mu

2、lti—wavelengthfringingelectricfieldsensorshavebeenwidelyusedinindustryprocesscontrolforpropertymeasurementofthemultilayermateria1．Thekeypointofparameterestimationalgorithmliesinhowthere—lationshipbetweenthesensoroutputandmultilayerpropertiesisconstructed．Thepaperfocusesonthethree—wavelengthinterdigi

3、talsensor．Thenonlinearregressionmodelisconstructedbasedonthe3Dfiniteelementsimulation，whichdescribetherelationshipbetweenthemuhilayermaterialdielectricproperty．Theexperimentsofparameterestimationaredone，theresultsshowthatthealgorithmiseffective．Keywords：multi—wavelength；fringingelectricfieldsensor；i

4、nterdigital；nonlinearregressionEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．01．014多波长边缘电场传感器参数估计算法的研究冰黄云志，张慧凤，汪蓓蓓(合肥工业大学电气与自动化T程学院，合肥230009)摘要：多波长边缘电场传感器由于具有单边穿透、多种穿透深度及层析成像等优点，广泛用于工业过程控制中被测多层样本特性的无损测量。如何建立传感器的输出与多层特性之间的关系一直是参数估计算法的研究难点。以三波长交叉指型边缘电场传感器为例，基于三维有限元仿真，建立了多层样本介电特性和互导电容之间的多元非线性回归模型，研究参数估计算

5、法，实验结果表明算法的有效性。关键词：多波长；边缘电场传感器；交叉指型；非线性回归中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)01—0063—04边缘电场传感器FEF(FringingElectricField准导纳算法对仿真数据和实验数据进行处理j，Sensors)是一种平面电极电容传感器，由于具有单但没有给出明确的函数关系；A．V．Mamishev，S．边穿透、信号强度可调以及层析成像等优点，被广泛C．Mukhopadhyay等人通过数据拟合的方法建立传用于工业过程控制中产品性能，如含水量、多孔性、感器输出和被测量之间的关系~3-51。张君针对围粘度、密度、

6、温度、硬度等的非接触测量。多波长边护结构水分含量测试，采用数据拟合的方法计算缘电场传感器可以产生多种穿透深度，在多层样本围护结构各层的含水量J。戴恒震采用单波长交特性测量中独具优势。本文基于交叉指型电极的边叉指传感器测量绝缘纸板水分含量，通过数据拟缘电场传感器研究多层样本参数估计算法。合的方法建立水分含量和输出电压之间的关边缘电场传感器参数估计算法一直是国内外系J。窦银科等人用平面式电容传感器对冰层的学者的研究重点，A．VMamishev等首先研究了多厚度进行实时的测量_8J。本文基于有限元三维仿层样本的测量，建立了介电常数与传感器互导电真，以交叉指型电极三波长传感器为例，采用多元容之间的线性

7、关系，依次估计各层物体的介电常非线性回归分析方法，建立传感器的互导电容值数⋯；使用三波长传感器对变压器绝缘纸板水分与各层被测物的介电常数之间的函数关系，并对扩散过程进行动态监测，采用基于估计的先行校多层样本进行实验。项目来源：国家自然科学基金项目(51007016)；教育部留学回国人员启动基金项目；安徽省科技攻关项目(12010302059)收稿日期：2012—09—02修改日期：2012—12—