第12章_传感器的补偿和抗干扰技术(《传感器基础》课件).ppt

第12章传感器的补偿和抗干扰技术
本章主要介绍传感器的补偿技术、传感器的标定抗干扰技术
重点是传感器的补偿技术和传感器的抗干扰技术
难点传感器的补偿方法
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非线性误差及补偿
利用传感器把许多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不是线性的。产生非线性的原因,一方面是由于传感器变换原理的非线性;另一方面是由于转换电路的非线性。同时,传感器具有离散性,还可能产生温漂、滞后等。因此,为了保证测量仪表的输出与输入之间具有线性关系,除了对传感器本身在设计和制造工艺上采取一定措施外,还必须对输入参量的非线性进行补偿,或称线性化处理。
采用软件实现数据线性化,一般有三种方法:计算法、查表法和插值法,
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1. 计算法
当传感器的输入量与输出量之间有确定的数学表达式时,就可采用计算法进行非线性补偿。计算法就是在软件中编制一段完成数学表达式的计算程序,当被测量经过采样、滤波和变换后,直接进入计算程序进行计算,计算后的数值即为经过线性化处理的输出量。
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2. 查表法
所谓查表法,就是事先把检测值和被检测值按已知的公式计算出来,或者用测量法事先测量出结果,然后按一定方法把数据排成表格,存入内存单元,以后微处理机就根据检测值大小查出被测结果。
查表法可以完成数据补偿、计算、转换等功能,它具有程序简单、执行速度快等优点。常用的查表法有顺序查表法和对分搜索法。
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3. 插值法
插值法就是用一段简单的曲线,近似代替这段区间里的实际曲线,然后通过近似曲线公式,计算出输出量。使用不同的近似曲线,就形成不同的插值方法。在仪表和传感器线性化中常用的插值方法有下列几种。
1) 线性插值法(又称折线法)
当检测值确定后,首先通过查表确定所在区间,再顺序调到预先计算好的系数项,然后代入插值公式计算出。
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2) 二次插值法(又称抛物线法)
它的基本思想是用段抛物线,每段抛物线通过3个相邻的插值接点,来代替函数的值。可以证明, 的计算公式为
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温度误差及补偿
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几种传感器的温度补偿方法
1. 零点补偿
检测系统在零输入信号时(对某些检测可能是空载),包括信号输入放大器及微机接口电路在内的整个检测部分的输出应为零,但由于零点漂移的存在,它的输出不为零。此时的输出值实际上就是仪表的零点漂移值。微机系统可以把检测到的零漂(即零点漂移的简称)值存入内存中,而后在每次的测量中都减去这个零漂值,这就能实现零点补偿。
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2. 零漂的自动跟踪补偿
在有微机参与的仪表中,可以借助于软件实施零漂的自动跟踪补偿,用跟踪到的零漂值对被测量的采样值进行修正,就可以得到满意的结果。
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传感器的标定
传感器的标定是利用精度高一级的标准器具对传感器进行定度的过程,从而确立传感器的输入量与输出量之间的关系。同时,也确定出不同使用条件下的误差关系。
根据输入信号的特点可以将检定系统分为静态和动态两种,因此传感器的标定也有静态标定和动态标定两种。