【摘要】：电涡流位移传感器是根据动态变化的磁场中金属导体的涡流效应制作而成,该传感器的架构简明,制作成本低,对位移的敏感度较强,抗油污干扰能力高,不会损伤测量表面。因此电涡流位移传感器被广泛应用在航空航天,仿生环境等高精度要求的特殊领域。电涡流位移传感器实际应用场景较为复杂,诸多恶劣环境因素对其测量精度和稳定性提出了很高的要求。其中,周围温度在一定范围内的波动是影响电涡流位移传感器精度的主要因素,导致其附加误差较大,为了提高电涡流位移传感器勘测的准确度,缩小温度附加误差,本文必须对此进行温度补偿,其主要的研究内容如下:(1)阐述电涡流传感器的基本结构和原理,并对多元回归分析,最小二乘支持向量机(LSSVM)和粒子群优化的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)等多种数据融合方法分别进行了初步讨论。(2)针对电涡流位移传感器工作状态受温度影响较大的问题,利用多传感器融合技术,对其进行温度补偿,其中以电涡流位移传感器为主,以温度传感器为辅助进行二维标定实验。根据标定的实验数据,求出未补偿前的零位温度系数为1.35x10~(-2)/℃,未补偿前的灵敏度温度系数为1.35x10~(-2)/℃,因为温度产生的附加误差为40.43%。(3)构建多元回归补偿,LSSVM和PSO-LSSVM的温度补偿模型,对电涡流位移传感器测量数据进行补偿,并且比较几个数据融合算法之间补偿效果的差别。(4)本文采用一个STM32单片机,设计出带有无线传输功能的实时位移测量系统,其中包括信号采集,放大电路,A/D信号转换,报警电路,nRF2401短距离无线通信传输以及LCD显示。软件部分包括核心的温度补偿算法和各个模块子程序。在整个单片机系统设计结束后,对软件和硬件进行不断地调试,使各个模块之间能够相互配合,正常工作。研究结果是,在零位温度系数上,二元回归算法提升到8.181x10~(-4)/℃,LSSVM提升到6.958x10~(-4)/℃,PSO-LSSVM提升到1.81x10~(-4)/℃;在灵敏度温度系数上,二元回归算法提升到3.035x10~(-3)/℃,LSSVM提升到3.696x10~(-3)/℃,PSO-LSSVM提升到5.59x10~(-4)/℃;而在温度附加误差这一参数上,二元回归算法提升到9.10%,LSSVM提升到11.09%,PSO-LSSVM提升到1.71%。经过比较,三者都对电涡流位移传感器的温度性能有一定改善,但粒子群优化的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)算法对温度的补偿效果最好。
【图文】：
1电涡流位移传感器的原理图
2电涡流位移传感器等效电路图
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 丁力;宋志平;徐萌萌;陶灿辉;;基于STM32的嵌入式测控系统设计[J];中南大学学报(自然科学版);2013年S1期
2 孙启富;孙运强;姚爱琴;;基于STM32的通用智能仪表设计与应用[J];仪表技术与传感器;2010年10期
3 季力;;基于STM32芯片的电参数测量与数据传输[J];自动化与仪器仪表;2010年03期
4 曹圆圆;;基于STM32的温度测量系统[J];仪器仪表与分析监测;2010年01期
5 潘辉;;STM32-FSMC机制的NOR Flash存储器扩展技术[J];单片机与嵌入式系统应用;2009年10期
6 詹玉龙;翟海龙;曾广芳;;基于支持向量机的船舶柴油机故障诊断的研究[J];中国航海;2007年02期
7 孙燕;臧传新;任廷革;李宇航;刘晓峰;张帆;;支持向量机分类器在中医方剂模式识别中的应用研究[J];中医药管理杂志;2006年11期
8 谢敏,徐会冬;智能传感器SHT11在单片机嵌入式系统中的应用[J];现代电子技术;2005年14期
9 王立国,张晔,谷延锋;支持向量机多类目标分类器的结构简化研究[J];中国图象图形学报;2005年05期
10 王永才,赵千川,郑大钟;传感器网络自身定位方法的设计与实现[J];计算机工程与应用;2005年13期
相关博士学位论文 前1条
1 徐慧;粒子群优化算法改进及其在煤层气产能预测中的应用研究[D];中国矿业大学;2013年
相关硕士学位论文 前1条
1 李亚彬;基于无线控制与无线传输的数据采集系统[D];南京理工大学;2007年
，
本文编号：
2655564
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2655564.html
