基于虚拟仪器技术的应变式位移检测系统

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传感器技术广泛应用于各行各业,它的误差大小直接影响到测控系统的性能和测量准确度。随着计算机技术和通信技术的快速发展,现代测控系统对传感器的准确度、稳定性和工作条件都提出了更高的要求。应变式位移传感器以其灵敏度输出高、动态响应好、测量精度高,易于小型化和批量生产等优点广泛地应用于工业、建筑等领域。但由于传感器存在交叉灵敏度,表现为输出值不只取决于一个参量,还会受到工作环境中其他因素的影响,导致其性能不稳定,测量精度降低。所以,需要采取措施提高传感器的自适应性和抗干扰性。温度是影响应变式位移传感器的一个主要因素。本文首先介绍了传感器的工作原理及其温度特性,分析了传感器零点误差和温度漂移产生的原因。通过比较几种常用的补偿方法,提出了采用多传感器信息融合技术中的多元回归分析法对应变式位移传感器进行温度补偿。本文运用虚拟仪器技术,基于LabVIEW软件开发平台,结合金属箔式应变片位移传感器、LM35DZ温度传感器、放大电路及USB-6210数据采集卡等设备搭建了位移检测系统的硬件平台。软件设计是虚拟仪器的核心,采用模块化的编程思想,将检测系统分为数据采集与处理模块、数据回放与系数求解模块和位移检测系统模块,实现了对位移传感器的数据采集、存储、分析和显示等功能,并通过二维标定实验得到温度补偿多项式,近而对采集的位移电压信号进行温度补偿。将多传感器信息融合技术应用于位移检测系统中,解决了传感器温度对位移的交又灵敏度问题,提高了系统对目标参量的辨识能力及快速有效地获得高精度的测量结果。同时将虚拟仪器技术引入检测系统,采用图形化的编程语言LabVIEW进行程序设计,大大降低了设计难度和研发成本,也使得操作界面设计灵活、测量直观、功能全面、易于扩展、补偿效果明显,该系统亦可作为智能传感器系统前期开发的模拟平台使用,与传统仪器相比具有明显的优越性。信息融合技术与虚拟仪器技术相结合在自动化数据采集和控制中具有广泛的应用前景和深入研究的价值。
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