无线应变采集节点的温漂误差补偿.pdf

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1、2013年第32卷第l0期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)27无线应变采集节点的温漂误差补偿张富生，王大志，梁军生，王轲，刘冲，王天娆(1．大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室，辽宁大连116023；2．苏州鼎汗传感网技术有限公司，江苏苏州215121)摘要：温度变化时，无线应变采集节点存在温漂误差，这会影响测量精度。造成温漂误差的主要原因是电桥上桥臂电阻温度系数的差别。根据温度与温漂误差的关系，利用实验方法预先测出一些典型温度点的节点温漂误差，再采用三次样条插值算法对测量数据进行修正，实现对无线应变采集节点温漂误

2、差的软件补偿。实验表明：在25-57℃温度范围内，补偿后节点的温漂误差小于±10×10／℃，与补偿前相比误差降低了75％，并且在利用模拟装置测量无缝线路纵向温度力时，测量精度得到显著提高。关键词：应变采集节点；应变；误差补偿；插值法；软件补偿中图分类号：TP212．6文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)10-0027-03Temperaturedrifterrorcompensation0fwirelessst』rai■naCqUl■Sl■n』■0nn0c1IeZHANGFu—sheng，WANGDa—zhi，LIANGJun—sheng，WANGKe，LIUC

3、hong，WANGTian—rao(1．KeyLaboratoryforMicro／NanoTechnologyandSystemofLiaoningProvince，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China；2．SuzhonDinghanSensorSystemsCoLtd，Suzhou215121，China)Abstract：Whentemperatureofenvironmentvaries，wirelessstrainacquisitionnodehastemperaturedrifterrorwhichaffect

4、sitsmeasurementprecision．Mainreasonoftemperaturedrifterorisdifferencebetweentemperaturecoeficientsofbridgearmresistances．Accordingtorelationshipbetweentemperaturedrifterorandtemperature，premeasurenodetemperaturedrifterrorofsometypicaltemperaturepointbyexperimentalmethod，cubicsplineinterpolati

5、onalgorithmisadoptedtocorrectmeasurementdatas，realizesoftwarecompensationoftemperaturedrifterrorofwirelessstrainacquisitionnode．Experimentalresultshowsthattemperaturedrifterorislessthan+10×l0／℃aftercompensation．whichisreducedby75％comparedwithwhichisbeforecompensation．withinthetemperaturerange

6、of25～57℃．andthemeasurementprecisionisalsosignificantlyimprovedwhilemeasuringlongitudinaltemperatu’eforceofcontinuousweldedrailsbysimulationdevice．Keywords：strainacquisitionnode；strain；errorcompensation；interpolationmethod；softwarecompensation0引言的降低对提高其测量精度具有重要的工程应用价值。无线应变采集节点通过惠斯通电桥采集应变传感器的对于

7、精密仪器的温漂误差，目前主要有采用硬件和采输出信号，并将其处理转换后通过无线方式发送到汇聚用软件补偿的方法。硬件补偿通常采用热敏电阻器串并节点，从而实现对测量对象应变变化的远程感知J，它已联、等值反号电阻温度系数元件相互补偿或反馈补作为远程安全监测工具应用于桥梁、铁路等结构j。在温偿等方法来降低误差，该方法调试复杂、成本昂贵；软件度变化较大的环境中使用时，例如：监测无缝线路钢轨应力补偿依据精密仪器的温漂误差规律，采用插值或拟合、时，l天内温度变化大约30℃，冬天和夏天温度差异可达