基于最小二乘支持向量机的硅压阻式传感器温度补偿.pdf

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1、第29卷第4期传感技术学报Vo1．29No．42016年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．2016TemperatureCompensationofSiliconPiezoresistiveSensorBasedonLeastSquare-SupportVectorMachinerANGSuijun，KANGGuolian，YEShuliang(InstituteofIndustryandTradeMeasurementTechnology，China

2、JiliangUniversity，Hangzhou310018，China)Abstract：Aimingattheproblemsofthelargesensitivityandzerotemperaturedriftofthesiliconpiezoresistivesen—sorusinghardwarecompensation，anewmethodbasedontheleastsquare—supportvector(LS—SVM)isadoptedtoconstructthetemper

3、aturecompensationmode1．Inthispaper，thetemperaturedriftpropertyofthesiliconpiezore-sistivesensorswhichhavebeencompensatedbyhardwareareanalyzed，anddatawiththeuniformdistributionofthewholetemperatureandpressurerangeisselectedtobeasthemodelinputandisprepro

4、cessedtotraintheout-putdata．Thekernelandregularizationparameterofthemodelisoptimizedbyusingthegridsearchingmethodandthecross-validationmethod．andatemperaturecompensationmodelofthesensoriSestablished．Experimentresultsshowthecomprehensiveaccuracyisimprov

5、edfrom3．2％upto0．25％inthetemperaturerangeof0-100qCbyten—peraturecompensationmodelbasedonLS-SVM，thismethodfurtherimprovestheaccuracyandtemperatureappli—cationrangeandcanbeputtogooduse．Keywords：siliconpiezoresistivesensor；temperaturedrift；temperaturecompe

6、nsation；leastsquare—supportvectormachine(LS．SVM)EEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2016．04．007基于最小二乘支持向量机的硅压阻式传感器温度补偿杨遂军，康国炼，叶树亮(中国计量大学工业与商贸计量技术研究所，杭州310018)摘要：针对硅压阻式传感器灵敏度和零点温度漂移大、硬件补偿电路效果不佳的问题，提出最dx-乘支持向量机方法对其温度漂移进行补偿。首先分析了经硬件补偿后的硅压阻式传感器的温度漂移特性，在

7、整个检测范围内选取均匀分布的温度、压力数据作为模型输入，经预处理后对输出数值进行训练，并运用网格搜索法和交叉确认法优化模型的惩罚因子和正则化参数，建立了传感器温度补偿模型。实验结果表明，基于最小二乘支持向量机的温度补偿算法在O-100℃温度范围内把传感器输出综合精度从3．2％FS提高到O．25％FS，进一步提高了传感器的精度和温度使用范围，具有较高的实用价值。关键词：硅压阻式传感器；温度漂移；温度补偿；最小二乘支持向量机中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2016)04

8、—0500—06硅压阻式传感器是利用半导体材料硅的压阻制仍存在补偿温度范围小、精度低等问题，不能满效应制备的压力传感器，具有动态响应快、灵敏度足宽温、高精度的压力检测需求；而软件补偿是在高以及易于小型化等优点，已广泛应用于工业领微处理器基础上，对传感器误差特性进行建模，具域⋯。但半导体材料硅因其固有特性对温度存在交有补偿精度高、成本低以及通用性好等优点，可进叉敏感，导致硅压阻式传感器的灵敏度和零点受温一步提高压力传感器的精度，目前已广泛应用于传度影响产生漂移。在宽温、