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由于霍尔效应式位移传感具有安装简易、结构牢固、功耗小、寿命长、频响高(可达1MHz)、不怕灰尘及油污等特点,所以该传感器广泛地应用于工业测控领域中。但是该传感器具有非线性和容易受到环境温度影响的缺点。因此,本文深入研究了该传感器的非线性特性和温度漂移特性的两个关键问题,也对这两个关键问题提出了解决的方法。其主要研究成果如下:
(1)线性度参数是决定传感器精度的重要指标之一。针对该传感器的非线性,本文采用了查表法建立正逆模型来修正,改善了该传感器的非线性,将该传感器的线性度由8.99%提高到1.18%。
(2)针对温度对该传感器的影响,本文建立该传感器和温度传感器的静态特性实验,分别研究了多维回归分析法、基于粒子群优化算法、遗传算法优化最小二乘支持向量机的模型对该传感器进行温度补偿。补偿后该传感器的零位温度系数由7.55×10?3(/℃)提高到1.48×10?3(/℃);其灵敏度温度系数由1.36×10?2(/℃)提高到1.53×10?3(/℃);其温度附加误差由53.51%提高到6.05%。
(3)本文设计了霍尔元件的恒压源和恒流源电路,实现了恒压源供电,减少了测量误差。
(4)本文结合TMS320F28035设计了一套智能位移测量系统。将温度补偿算法的模型固化在该智能位移测量系统中,实现对该传感器的温度补偿。同时,用该智能位移测量系统实现了该传感器的非线性补偿。
研究结果表明:(1)采用了查表法建立正逆模型来修正,改善了该传感器的非线性,将该传感器的线性度由8.99%提高到1.18%;(2)在软件上采用基于粒子群优化算法、遗传算法优化最小二乘支持向量机的算法模型对该传感器进行温度补偿。经过温度补偿后,该传感器的零位温度系数由7.55×10?3(/℃)提高到1.48×10?3(/℃);其灵敏度温度系数由1.36×10?2(/℃)提高到1.53×10?3(/℃),提高了一个数量级;温度附加误差由53.51%提高到6.05%,从而有效地减小了温度对该传感器的影响。
(1)线性度参数是决定传感器精度的重要指标之一。针对该传感器的非线性,本文采用了查表法建立正逆模型来修正,改善了该传感器的非线性,将该传感器的线性度由8.99%提高到1.18%。
(2)针对温度对该传感器的影响,本文建立该传感器和温度传感器的静态特性实验,分别研究了多维回归分析法、基于粒子群优化算法、遗传算法优化最小二乘支持向量机的模型对该传感器进行温度补偿。补偿后该传感器的零位温度系数由7.55×10?3(/℃)提高到1.48×10?3(/℃);其灵敏度温度系数由1.36×10?2(/℃)提高到1.53×10?3(/℃);其温度附加误差由53.51%提高到6.05%。
(3)本文设计了霍尔元件的恒压源和恒流源电路,实现了恒压源供电,减少了测量误差。
(4)本文结合TMS320F28035设计了一套智能位移测量系统。将温度补偿算法的模型固化在该智能位移测量系统中,实现对该传感器的温度补偿。同时,用该智能位移测量系统实现了该传感器的非线性补偿。
研究结果表明:(1)采用了查表法建立正逆模型来修正,改善了该传感器的非线性,将该传感器的线性度由8.99%提高到1.18%;(2)在软件上采用基于粒子群优化算法、遗传算法优化最小二乘支持向量机的算法模型对该传感器进行温度补偿。经过温度补偿后,该传感器的零位温度系数由7.55×10?3(/℃)提高到1.48×10?3(/℃);其灵敏度温度系数由1.36×10?2(/℃)提高到1.53×10?3(/℃),提高了一个数量级;温度附加误差由53.51%提高到6.05%,从而有效地减小了温度对该传感器的影响。