位移传感器特性区域直线拟合算法分析.pdf

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1、第23卷第6期传感技术学报Vo1．23No．62010年6月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJun．2010TheAlgorithmicAnalysisofLinearApproximationforCharacteristicRegionofDisplacementSensorYUYuan，DINGMeiying，ZHANGLiankai(CollegeofMechanicalandElectricalEngi~enng，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beifng100029，China)Abst

2、ract：Duringtheprocessingofdisplacementsensorcalibration，theoriginalmeasureddatumwasn’tdistributedlinearlyabsolutely．Sothelinearcharacteristicregionshouldbeselectedastheeffectiverange．Anovelalgorithmwaspresentedforcalculatingcharacteristicregionofdisplacementsensorexactlyandreliably．Bymeansofit

3、erativesearchingandlineapproximationusingleastsquaresmethod，thestart—pointandend-pointofthecharacteristicre．gionwerecalculated，whichnotonlyobtainedthemaximaleffectiverangeofthedisplacementsensor，butalsoim．provedtheprecisioninstaticcalibratingfordisplacementsensor．Theexamplehasvalidatedthefeasi

4、bilityofthisalgorithm．Keywords：displacementsensor；iterativesearchingalgorithm；linearapproximation；linearityEEACC：7000位移传感器特性区域直线拟合算法分析于源，丁美莹，张连凯(北京化工大学机电工程学院，北京100029)摘要：在标定位移传感器静态特性时，原始测量数据通常为非线性分布，应选取其中能表征传感器线性特性的区域作为传感器的工作量程。为提高位移传感器特性区域的准确性和可靠性，本文提出一种识别特性区域的计算方法，利用迭代搜索法和最小二乘法拟合直线，求取特性区域的起始

5、点和终止点。这样不仅可以获得位移传感器的最大工作量程，而且为提高传感器静态标定精度提供了保障。计算实例表明了该算法的实用性。关键词：位移传感器；迭代搜索法；直线拟合；线性度中图分类号：TP2l2文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)06—0840—04随着现代工业生产的自动化程度不断提高，传直线拟合的方法对其进行“线性化”，其准确程度用感器的应用越来越广泛。作为实现自动检测与自动线性度来衡量。控制的首要环节，传感器的精确度、稳定性以及可靠性对系统控制质量起着决定性作用¨。传感器静态标定是对传感器进行定度的过程，从而确定传感器输出量和输入量之间的对应关系。位移传感器又

6、称线性传感器，标定过程中，输出与输入呈线性关系最为理想_4J。但由于传感器非线性误差的存在，实测曲线大多是包含特性区域的复杂曲线，如图1所示。这对静态性能指标的标定精度会产生较大影响。j。为便于位移传感器标定和数据处理，目前国内传感器生产厂商和技术监督部门通常采用的方法是凭借主观经验在所测曲线上选取分布合理的特图l位移传感器静态标定的测量曲线示意图性区域作为传感器的工作量程，再依据某种准则用收稿日期：2010—0l一29修改日期：2010—03—21第6期于源，丁关莹等：位移传感器特性区域直线拟合算法分析841可以看出，如何在所测数据中识别有效特性区8：×100％(2)域是标定过程

7、中首先应界定的，它是提高静态标定U精度的一个重要手段。针对这一问题，本文对位移式中(△)为实际测量点与拟合直线相应值传感器静态标定时特性直线拟合进行研究，提出一的最大偏差；Um为传感器满工作量程输出。种迭代搜索法，可快速求解所测数据中特性区域的显然，式(2)中实际测量点与拟合直线最大偏起始点和终止点。实验表明，该算法简单易行，可获差越小，线性度越小，位移传感器的线性越好。为保得传感器的最大工作量程，并为提高传感器静态标证传感器实际性能达到使用要求，并且满足互换性定精度