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利用壓力傳感器高精度測量時對其誤差的補償方案

作者: 時間:2012-07-02 來源:網(wǎng)絡 收藏

2 非線性

軟件是將微處理器與結合起來,充分單片機豐富的軟件功能、結合一定的算法對的附加進行修正。常用的軟件補償算法有曲線擬合法和表格法。對于曲線擬合方法,常用的有最小二乘法和切比雪夫法。最小二乘擬合法又可分為最佳擬合直線法和多項式擬合曲線法。擬合的方法不同,擬合就不同。一般來說,對于理論上輸入輸出為線性關系的,當擬合的次數(shù)較低時, 采用最小二乘法的精度較高。考慮到一般測試儀器的實際測試精度要求以及計算機的數(shù)據(jù)運算能力、存儲能力,我們采用低階的最小二乘法曲線擬合,對誤差加以修正。2.1最佳擬合直線補償原理x1 假設擬合直線的方程為y=kx+b,設被測物理量為,x2,…xn,相應的結果為y1,y2,…,yn,則第i個數(shù)據(jù)與擬合直線上相應值之間的殘差為:△i=yi-(kxi+b),最小二乘法擬合的原則是

使為最小,即使

從而求得:

根據(jù)校準曲線上n個值,將式(1)和(2)編制計算程序,很快可得最小二乘方擬合直線的截距和斜率。

2.2 軟件實現(xiàn)

在軟件實現(xiàn)過程中,為更好的補償系統(tǒng)非線性誤差,我們在滿量程的測量范圍內(nèi)等分若干工作區(qū)段,每段曲線用一段對應的折線來代替,對每段折線可求出斜率k和截距b,得到線段的回歸方程:y=kix+bi式中,i為某段折線的序號,x為傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的結果,y為修正輸出數(shù)值。

通過測量調(diào)試,得到系統(tǒng)測量參數(shù),預先將每段的特性數(shù)值存儲于單片機的程序存儲器中,在不同的工作區(qū)段,單片機自動地將對應的每段的參數(shù)值調(diào)出進行運算修正處理。

修正計算子程序流程圖如下:

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