声表面波微力传感器温度补偿方法的研究

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ljyrabbit
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
科学技术的蓬勃发展极大提高了社会的生产力,在这个信息化的时代,科技带来的影响力无处不在,随着工业自动化水平的快速提高,人们对自然界物理参数的测量要求越来越高。压力作为一种常见的物理量,测量的准确性直接影响整个压力检测系统的性能,压力传感器作为检测压力的工具,检测的精度是衡量其性能的关键指标,设计并生产高精度的压力传感器是十分重要的研究课题。声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)是一种沿弹性体表面传播的波,它的发展至今已有100多年的历史,随着科技水平的提高,声表面波技术逐渐走向成熟,各种类型的声表面波器件应运而生。基于SAW技术研制的SAW微力传感器,能够在狭缝、微间隙等特殊环境下进行无源无线通信,同时其制备工艺简单,仪器体积小,生产成本较低,在现代压力检测领域有很好的应用前景。作为一种高精度的智能化设备,传感器在使用时会受到外界条件的影响而出现测量误差,本文以SAW微力传感器作为研究对象,针对其温度误差进行补偿方法的研究。首先,本文围绕SAW微力传感器,从材料的压电性能、叉指换能器设计理论、传感器工作原理三个方面对其进行分析,重点研究温度对传感器各结构的作用机制,主要有压电材料、悬臂梁、谐振器和振荡电路等。通过以上分析可知,温度是SAW微力传感器测量误差的主要来源,为了保证高精度的使用性能,对传感器进行温度补偿是十分必要的。其次,在传统硬件温度补偿方法的基础上,本文设计了一套硬件电路温度补偿的系统,其组成包括SAW振荡器、温度传感器、外部计数器以及主控制器。推导温度变化与温度引起的振荡频率偏移之间的数学关系,结合多传感器数据融合技术实现传感器的温度补偿。通过理论演绎和实验验证,该方法可以有效减小温度对SAW微力传感器的影响。最后,针对上述温度补偿电路存在相对误差较大的问题,本文提出了两种温度补偿的神经网络模型:基于改进模拟退火算法的BP神经网络模型和基于因子分析的RBF神经网络模型,通过软件算法的方式对传感器的输出进行优化。对仿真结果比较分析可知,两个模型均可有效提高SAW微力传感器的温度稳定性,温度补偿效果良好。不同点在于,BP神经网络模型可以跳出局部范围而在全局寻找最优解;RBF神经网络模型能够实现训练样本的分类处理,神经网络的学习速率大大提高,提高补偿效率。在实际应用中,可以根据不同的需求选择合适的温度补偿模型。
其他文献
在机器学习中,给高维数据集建立一个鲁棒训练模型是非常重要的。其中最大的问题是如何进行数据降维。数据降维分为两种形式:特征选择和特征提取。特征选择是在原有的特征集中
当前,网络已经十分普及。网络在给人们的生活带来便利的同时,也使得许多人上网成瘾,严重影响身心健康和正常生活。网瘾已经成为一个严重的社会问题,其重要特征是上网时长,所
随着社会经济结构调整和现代制造业发展,制造业的需求和特点由早期的注重产量朝着多品种小批量、流程工艺更复杂多变、更快速响应市场以及更高标准的质量监控和回溯机制等方
招标信息是互联网信息的一部分,该类信息对企业销售人员的投标决策发挥着重要作用,快速、有效、准确获得该类信息能够提高他们的工作效率。采用通用搜索引擎获得招标信息会产
手风琴是一个携带和参与都非常方便,并且艺术性极强的一种乐器。我国的手风琴艺术在上世纪80年代末九十年代初曾一度盛行,被我国的民众所普遍熟悉。但是,随着时代的发展,全国
特种设备作业人员认证系统是一套基于开放性的多平台的考试系统,是可用于组织大规模统一考试系统。本在线考试系统既考虑现阶段的实际考试环境需要,又可以按需求实现系统的二
中国正处在互联网高速发展时期,随着网络用户数量变大、互联网普及率逐年提高,网站和信息数量的大幅上涨致使互联网上的信息爆炸问题日益明显,信息涵盖面无论从广度上还是深
高通量测序技术使我们能够全面分析复杂的基因组,而全基因组的分析能够有效地探究生物体内整体的基因表达调控模式,并探究其与肿瘤发生和发展之间的联系,这样的分析将为肿瘤
在人工智能领域,很多技术的发展都需要关系分类的技术支持,最近,深度学习被越来越多的应用到基于文本的实体关系分类任务,但是之前的方法大部分需要使用句法或依存等结构特征
随着互联网信息技术的发展和移动通信终端应用的普及,借助社交平台从事自制食品经营活动的现象越来越普遍,“朋友圈购物”作为一种打破传统交易的经营模式,法律关系相对复杂,消费者合法权益容易受到侵害。尽管我国已经对网络食品安全形成了法律、行政法规、规章和地方性法规四个层次的法律监管体系,但是,由于“朋友圈购物”具有虚拟性、隐蔽性、时空性等特点,造成很多社交平台销售自制食品行为仍处于现有法律的规制盲区,网售