自校零和自校准技术（修改后）.doc

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1、燕山大学新型传感器课题报告智能传感器的自校正、自校零与自校准技术题目____________________________________________________________________小组成员：程琪S胡玉伟S华露S马双娜S13精密仪器及机械电气工程学院______________________________学院____________________________专业________________班201714______年___月___日目录摘要III第一章引言1第二章非线性自校正技术22.1传感器非线性校正的原因22.2

2、非线性的线性化校正22.2.1硬件电路实现非线性特征的线性化32.2.2软件方法实现非线性特征的线性化42.3总结7第三章自校零技术83.1自校零的原因83.2传感器的实时在线自校准83.2.1实时测量零点83.2.2线性系统93.2.3非线性系统103.2.4自动校零的双积分式模数转换及其逻辑设计102.2.5动态自校零在数字仪表中应用12第四章自校准技术144.1自校准定义144.2校准的含义及自校准的实现校准的含义144.3自校准技术的原理144.4自校准技术的应用15I4.4.1自校准技术在VXI总线D/A模块中的应用164.4.2在航天航空领

3、域的应用164.4.3传感器实时自校准16参考文献17I摘要本文介绍了传感器的几种非线性校正技术方法以及自校准与自校零技术的原理；论述了实时在线校准技术的实现方法，从校准的定义出发，引申出了仪器仪表自校准的概念，并对自校准实现的基本原理和过程进行了分析。关键词：传感器；非线性校正；自校零技术；自校准技术1新型传感器课题报告第一章引言伴随着在互联网网全球化的推动下的科技进步，对传感器进行智能化设计越来越成为所需，智能化方法也得到了相应的发展。根据传感器技术的发展，将传感器智能化按其功能分为以下几个阶段：1)初级智能化。仅具有改善非线性误差，消除噪声影响，

4、提高精度的功能。2)自立智能化。增加了自我诊断，自我校正等自我调节功能，具有就地处理，适应环境的能力。3)高级智能化。具有多维检测，特征检测，图像显示和图像识别等功能，具有分析记忆，模式识别，自学习甚至思维能力。本文就传感器的非线性校正技术，自校零技术和自校准技术进行论述。通过对这方面的了解与学习，希望可以在现有的技术水平上进行改进，使其有更好的性能，能更准确地工作，更好地为我们所用。15新型传感器课题报告第二章非线性自校正技术测量系统的线性度（非线性误差）是影响系统精度的重要指标之一。智能传感器系统具有非线性自动校正功能，可以消除整个传感器系统的非线

5、性系统误差，提高测量精度。与经典传感器技术不同的是，智能化非线性自动校正技术是通过软件来实现的。它不在乎测量系统中任一测量环节具有多么严重的非线性特性，也不需要再对改善测量系统中每一个测量环节的非线性特性而耗费精力，只要求他们的输入-输出特性具有重复性。2.1传感器非线性校正的原因传感器就是一种以一定的精确度将被测物理量(如位移、力、加速度等)转换为与之有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置。狭义地定义为：能把外界非电信号转换成电信号输出的机器或装置。传感器的作用就是把光、声音、温度等各种物理量转换为电子电路能处理的电压或电流

6、信号。理想传感器的输入物理量与转换信号量呈线性关系，线性度越高，则传感器的精度越高，反之，传感器的精度越低。在自动检测系统中，我们总是期望系统的输出与输入之间为线性关系，但在工程实践中，大多数传感器的特性曲线都存在一定的非线性度(有时又称为线性度与积分线性度)误差，另外，非电量转化电路也会出现一定的非线性。传感器非线性特性产生的原因从传感器的变换原理可以看出，利用各类传感器把物理量转换成电量时，大多数传感器的输出电量与被测物理量之间的关系都存在一定的非线性，这是数据采集系统产生非线性特性的主要原因，其次是变换电路的非线性。2.2非线性的线性化校正非线性

7、校正方法分别从硬件和软件两方面给出了校正的方法，并对硬件、软件校正的优缺点做出了总结，即非线性的线性化校正采用何种方法，要根据实际应用的要求来确定。15新型传感器课题报告2.2.1硬件电路实现非线性特征的线性化1)敏感元件特性的线性化敏感元件是非电量检测的感受元件，它的非线性对后级影响很大，我们应尽量使它线性化。如用热敏电阻测量，热敏电阻Rt与t的关系是：Rt=A・exp(B/T)（1）式中，T=273+t，t为摄氏温度;A，B均为与材料有关的常数，显然Rt与t呈非线性，我们可以采用一个附加线性电阻与热敏电阻并联，所形成的并联等效电阻Rp与t有近似线性

8、关系，如图1，Rp的整段曲线呈S形。电路并联的电阻R可由(3)式确定。（2）（3）图1并联等效