[其他]自學習式傳感器定標系統

無效

• 申請號: 85104760
• 申請日: 1985-06-15
• 公開（公告）號: CN85104760B
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發明（設計）人: 張臺涌
• 申請（專利權）人: 上海科學技術大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明與傳感器非線性校正定標有關。

英國專利GB2065890提出了簡化儀器結構的技術，但是必須以精確知道傳感器特性為基礎。校正定標過程十分復雜。由于受非線性校正電路的限制，使其無法在很寬的測量范圍內進行校正。

本發明的任務是提出一種結構簡單、校正定標迅速、測量范圍廣、適用于各種傳感器并且具有自學習功能的自學習式傳感器定標系統。對此，本發明提出下述設想。

采用可控增益放大器，使增益變化范圍得以放寬，達到擴大傳感器非線性校正定標的測量范圍之目的。借助可控增益放大器和定標儀中微處理機的非線性校正技術，降低對傳感器線性度的要求。通過前面所述技術與調換傳感元件，對各種傳感器作校正定標。利用自學習功能免去校正定標必須以精確知道傳感器特性為基礎的要求。自學習式功能由自學習式傳感器定標系統提供。為能迅速校正定標，數據處理采用實時方式進行，并設計可快速進行連續變化的定標環境變化裝置。

本發明提出的自學習式傳感器定標系統的特征在于：該系統由傳感器、定標儀和定標處理系統組成。定標儀以微處理機為主體，裝有與微處理機相聯的主測量通道，主測量通道可由可控增益放大器、數字增益控制器組成，還可裝接與主測量通道并行的含有放大器的輔助測量通道。定標處理系統由數據處理計算機、標準測量儀器、標準測量元件、補償測量元件、定標環境變化裝置構成。定標測量環境包括主測量傳感元件、輔助測量元件、標準測量元件、補償測量元件和定標環境變化裝置。

由于定標儀結構簡單，整臺定標儀包括作為電源的電池（如鋰電池在內，其體積不超過80×60×16mm。又由于沒有任何調節元件和調換元件。定標儀的可靠性很高，生產工藝簡單、周期短。

對傳感器的校正定標過程由自學習式傳感器定標系統以實時方式自動完成，操作十分簡便。只要在生產部門或標準計量部門配備定標處理系統，就可以對各臺定標儀進行校正定標。平時定標處理系統的數據處理計算機和標準測量儀器仍可以發揮各自的作用。

任何種類的傳感器，只要將輸出變換成電壓信號，都可接定標儀。無論傳感器非線性度如何，只要變化單調、重復性好，就能保證達到很高的測量精度。以溫度測量為例，主測量傳感元件采用微型熱敏電阻，使用定標儀測溫范圍可達-50℃～300℃。誤差小于±0.1℃。

由于使用定標環境變化裝置進行連續校正定標，所以校正定標過程迅速。以位移測量為例，使用渦流式傳感器，當測量范圍為1～20mm時，定標校正過程在2秒鐘以內。校正定標精度可達0.05μm。

自學習式傳感器定標系統的非線性校正定標是在數據處理計算機上進行各種曲線或曲面擬合，然后找出誤差最小的定標計算程序送入定標儀，自學習式傳感器定標系統以此自學習方式完成校正定標。這樣就使校正定標誤差最小，而存入定標儀的定標計算程序僅需幾百個內存單元，甚至更少。

綜上所述，本發明提出的自學習式傳感器定標系統與非線性校正傳感器系統相比，具有如下優點。

1、適用于各種傳感器的高精度測量。降低了對傳感器線性度的要求，擴大了傳感器非線性校正定標的測量范圍。

2、數據處理計算機在完成校正定標的過程中進行各種復雜的優化，數據處理在數據處理計算機中完成，從而節省了定標儀的內存，也簡化了定標儀的結構。

3、定標儀結構簡單，便于生產制造。

4、校正定標過程方便、迅速。計量部門配備定標處理系統，就可以對各臺定標儀進行統一標準定標，有利于計量標準化。

圖1是本發明的自學習式傳感器定標系統的結構原理圖。

圖2是圖1所示本發明的自學習式傳感器定標系統中標準測量儀器接口的另一種結構原理圖。

圖3是本發明的另一種自學習式傳感器定標系統的結構原理圖。

圖1、2、3中標記7、8、9分別為數據總線，地址總線，控制總線。其中的虛線框分別表示如下：

23、定標測量環境26、定標儀

27、主測量通道28、輔助測量通道

33、傳感器34、定標處理系統

35、微處理機

圖1為本發明的自學習式傳感器定標系統的實施方案。

自學習式傳感器定標系統包括三個部分：定標儀26，傳感器33，定標處理系統34。在傳感器校正定標時，定標儀26、傳感器33和定標處理系統34連成一體。