基于三次样条曲线插值的传感器温度补偿.pdf

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1、20l5年8月三明学院学报Aug．2015第32卷第4期JOURNALOFSANMINGUNIVERSIIYV0l_32No．4doi：10．14o98／j．en35-1288／z．2015．04．007基于三次样条曲线插值的传感器温度补偿李淮江，王冰冰(淮北师范大学物理与电子信息学院，安徽淮北235000)摘要：提出了基于三次样条曲线插值的温度补偿方法，用这种方法对测压范围为1．0140xlOS~3．O140x10Spa，温度范围为一20~C~+60~C的硅压阻式压力传感器的实验标定结果进行了温度补偿。通过比较分段线性插值法对传感器温度补偿的结果，证明了基于三次样条曲线插值的补

2、偿效果较好。关键词：传感器；温度漂移；三次样条曲线插值；分段线性插值r中图分类号：TP212．1文献标志码：A文章编号：1673—4343(2015)O4—0038—05TemperatureCompensationofSensorBasedontheInterpolationofThirdOrderSplinesLIHuai-jiang，WANGBing-bing(PhysicsandElectronicInformationCollege，HuaibeiNormalUniversity,Huaibei235000,China)Abstract：Thetemperatureco

3、mpensationmethodbasedontheinterpohtionofthirdordersplinesispresentedinthispa-per,whichisappliedforthetemperaturecompensationoftheexperimentalresultsofpiezoresistivepressuresensor．Themea-suringrangeofthepressuresensoris1．0140x10～3．0140x10Paandtheapp~edtemperaturerangeis-20~+60~C．Bycomparingthe

4、outputsignalsaftertemperaturecompensationbasedonpiecewiselinearinterpolationmethod，itiscertifiedthattheefectabouttemperaturecompensationbasedontheinterpolationofthirdordersplinesisbetter．Keywords：sensor；temperaturecompensation；thirdordersplines；piecewiselinearinterpolation精密测量技术作为推动国民经济发展的重要基

5、础技术之一，已成为先进制造业中极其重要的组成部分。现阶段，固定环境温度下的压力测量问题已经能够得到很好的测量结果，各种类型的测量设备和测量的方法也日趋完善【l-2]。随着国民经济的发展，诸如气象测试、武器装备、地质勘探、航空航天等领域对传感器在大幅温度变化范围内的测量精度以及测试稳定性提出了越来越高的要求，测量设备使用传统的方法往往不能达到所需的准确性和稳定性，在这样的背景下，诸多学者以提高现有传感器的测量精度和稳定性为目的，提出了许多创新性的补偿方法。一个完善的温度补偿系统对于压阻式压力传感器温补偿的研究具有十分重要的理论意义和实用价值。收稿日期：2015-04—26基金项目：

6、安徽省自然科学基金项目(1308085MF105)；安徽省国际科技合作计划项目(10080703003)；安徽省第七批“115’’产业创新团队皖人才I2o1414号，安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2013~37)；安徽塔校企合作实践基地(2012sjjd083)作者简介：李淮江，男，安徽涡阳人，教授级高级工程师，硕士生导师。主要研究方向：智能传感器及无线传感网络。第4期李淮江，等：基于三次样条曲线插值的传感器温度补偿一39—1软件补偿方法软件补偿技术实现相对简单，补偿效果明显，是提高压力传感器精度的重要途径【3】。所以，在现代流行的压力传感器温度补偿中大都采用软件补偿。目前

7、的软件补偿方法主要采用分段线性插值法、神经网络方法和三次样条曲线插值的方法。也有不少学者通过结合多种温度补偿算法来达到高精度温度补偿的目的。例如传统回归算法和遗传算法的结合，在传感器的温度补偿实验中取得了良好的效果[41。其中，神经网络算法存在网络结构选择不一、训练时间过长等问题，而综合算法需要长期的实践经验为基础。两者都没有得到广泛的推广应用。目前比较流行的温度补偿方法有分段线性插值法和三次样条曲线插值法。1．1分段线性插值法分段线性插值法的基本思想是将传感器的输入信号区间分割