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基于数据融合的压力传感器温度补偿的研究

更新时间：2020-03-25 07:50:00 大小：2M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：数据融合压力传感器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

利用半导体压阻效应制成的压阻式压力传感器具有体积小，灵敏度高，分辨率高等优点，被广泛应用于航空航天，石油钻井，生物化工，汽车电子等工业领域。但是半导体材质对温度的变化十分敏感，从而导致压阻式压力传感器会受到工作环境温度影响而产生测量精度的偏差。为了削弱温度所带来的影响，提高压力传感器的测量精度，需要对传感器进行温度补偿。

本文详细分析了硅压阻式压力传感器工作原理，并对产生零位温度漂移，灵敏度温度漂移，温度附加误差的原因进行了研究。针对改善传感器温度特性指标，本文采用多传感器信息融合技术，将压力传感器作为被补偿的主传感器，温度传感器作为辅助传感器，接受采集到的数据，并运用融合算法进行拟合。通过对比二元回归算法以及BP神经网络算法来决定具体选用何种融合算法进行补偿。计算得出二元回归算法融合后比融合前灵敏度温度系数改善了1个数量级，从补偿之前的5.4028?-310/℃降低到了1.2832?-410/℃，温度附加误差改善了2个数量级，从25.18％降低到了0.5979%，但对零位温度漂移的改善情况并不理想。BP神经网络算法融合后比融合前灵敏度温度系数从未经过补偿的5.4028?-310/℃降低到-5103.5211?/℃，改善了了2个数量级。零位温度系数从原先的0.0751%降低到0.00622%，改善了1个数量级。温度附加误差从原先的25.18%降低到0.1641%，改善了2个数量级。补偿效果明显，所以本论文采用BP神经网络算法作为数据融合的核心算法。

本文采用ST C89C52单片机设计了一套压力检测系统，该系统包括信号调理电路，滤波电路，报警电路，模数转换电路，显示电路，串口通讯电路，按键电路等各硬件部分。并运用C语言在Keil C51软件开发环境中编写了压力监测系统主程序与执行各功能的子模块程序，通过主程序对各个子程序的合理调用，实现检测系统的正常运行。最后在天津锐志电子R Z-51V28开发系统上进行硬件与软件的联调与试验。试验证明该压力检测系统具有可靠性与可行性。