天津农学院 毕 业 设 计
中文题目:基于神经网络的压力传感器温度补偿算法 的研究 英文题目:The study about Pressure sensors based on neural network algorithms for temperature compensation
学生姓名 赵玉玲
系 别 机电工程系 专业班级 2006 级测控技术与仪器专业1班 指导教师 赵金才 成绩评定
2010年 6月 日
目 录
1 引言 ............................................................. 1 2 压力传感器温度补偿的相关内容 ..................................... 1 2.1 压力传感器温度补偿的原因及方法 ................................. 1 2.2 压力传感器温度补偿算法的研究现状及发展趋势 ..................... 3 3 神经网络的简介 ................................................... 4 3.1 神经网络的基本内容 ............................................. 4 3.2 神经网络在压力传感器温度补偿中的应用 ........................... 6 3.2.1 BP神经网络的基本内容......................................... 6 3.2.2 RBF神经网络的基本内容........................................ 7 4 压力传感器温度补偿算法的研究 ..................................... 8 4.1 插值算法在压力传感器温度补偿中的应用 ........................... 8 4.1.1 插值算法的原理 ............................................... 8 4.1.2 插值算法在压力传感器温度补偿中的应用 ......................... 8 4.2 基于BP神经网络的压力传感器温度补偿算法的应用 ................. 10 4.3 基于RBF神经网络的压力传感器温度补偿算法的应用 ................ 12 4.4 三种温度补偿算法的对比及结论 .................................. 13 参考文献 .......................................................... 15 致 谢 ............................................................. 16 附录1： 外文文献原文............................................. 17 附录2：英文文献中文译文........................................... 28 附录3：........................................................... 37
摘 要
在工业生产中，监测和控制生产过程中的经常需要使用压力传感器，并且日常生活中传感器也是汽车各个电子控制单元的核心部件，是获取信息的工具，传感器的输出特性直接影响整个系统的性能,但该特性易受温度因素干扰，进而造成传感器监测、控制、测量精度降低，因此传感器温度补偿算法的研究对提高传感器的测量精度具有重要的现实意义。随着人工智能特别是神经网络技术的发展，为传感器温度补偿的算法提供了新的有效手段，对于不同的算法，都具有自己的优缺点。通过实验，将实验数据与理论数据进行对比找到基于神经网络的压力传感器温度补偿算法的优缺点，使其更好地应用于实践中。
关键词： 压力传感器;温度补偿;神经网络
ABSTRACT
Pressure sensors usually widely use in the process of monitor and control in the industrial production,and the sensors is also the core of the control unit in the automobile control system in our everyday life, the output characteristic of the sensors directly effect the entire system' performances,but it easily suffer from the factor of temperature.,and then cause the drop of the precision of the sensors' monitored、controlled、measurable properties,so to research the temperature compensation algorithm of the sensors is significant for the advance of the accuracy of measurement.Following the developing of the artificial intelligence especially the Neural network technology, it provides new effective means for the sensors' temperature compensation algorithm, different algorithm has its own merits and drawbacks .According to the contrast of the experimental data and theoretical data in the experiment, and then find themerits and drawbacks of the Neural network algorithms for temperature compensation of pressure sensors, in order to make full use of in the process of practice.
Key words: Pressure Sensors;Temperature Compensation;Neural Network
1 引言
测试技术中将测试分为电参数的测量与非电参数的测量。电参数有：电压、电流、功率、频率、阻抗、波形等，这些参量都是表征系统或设备性能的。非电参数有：机械量（如位移、速度、加速度、力、应力等）、化学量（如浓度、成分等）、生物量（霉、组织等）。在生活实践中，经常遇到的是非电量的测量。现在非电量的测量大部分是用电测量的方法去完成的，其中的关键技术就是如何将非电量转换成电量，即传感器技术。
从生产实践看，从人们日常的衣食住行到各种复杂的工程，都离不开传感器。例如，工厂自动化中的柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS、大型发电厂、轧钢厂生产线、飞机、武器指挥系统、雷达、宇宙飞船、海洋探测器、各种家用电器、环境检测器、医疗卫生器械、生物工程等都依靠不同性质、不同个数的传感器来获取信息。毫不夸张地说，未来的社会是传感器的社会。 2 压力传感器温度补偿的相关内容 2.1 压力传感器温度补偿的原因及方法 1 压力传感器温度补偿的原因
无论是工业生产的监测和控制过程还是日常生活中的汽车，传感器都是各个电子控制单元的核心部件,是获取信息的工具，人们依靠不同性质、传感器的输出特性直接影响整个系统的性能,但该特性易受温度因素干扰,进而造成传感器测量精度降低,导致各个电子控制单元的工作性能下降，因此传感器特性温度补偿技术的研究对提高传感器的测量精度具有重要的现实意义。
尤其是在一些需要精确控制温度的生产工艺中,若想在现有的硬件设备条件下,进一步提高温度控制精度，就需要在软件上下功夫。目前在温度控制中采用较多的是PID控制方法,由于PID控制方法是在建立精确的数学模型的基础上使用的,而温度控制系统属于惯性环节,况且许多温度控制系统受负载的影响较大,同时在系统中还存在着参数时变性、结构非线性等因 ,因此很难建立精确的数学模型,所以在实际应用中人们常根据实际的应用环境采用不同的方法进行温度控制。近些年来随着科学技术的发展越来越多的温度补偿方法被应用于实践中，尤其是随着人工智能特别是神经网络技术的发展，神经网络也被广泛的应用与实践中。 2 压力传感器温度补偿的方法
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