基於RBF神經網絡的(de)電子地上衡(héng)非線性誤差補償:
電子(zǐ)地上衡結構(gòu)簡單、*、操作方(fāng)麵,廣泛應用於工業生產、商業貿(mào)易(yì)、醫療食品(pǐn)等領域1.電子地(dì)上衡*先(xiān)通過電阻應變片式稱(chēng)重傳感器,將被測物體重量轉換為電(diàn)信號,經調理、A/D轉換後,傳輸至CPU進行數據處理(如數字濾波、線(xiàn)性化,等),並配(pèi)合顯示、鍵盤(pán)電路,獲得zui終的稱重結果。
由(yóu)於受稱重傳感器、秤盤(pán)機械結(jié)構等的(de)非線性影響(xiǎng),電子地上衡的輸入-輸出並非成線性關係(xì),因(yīn)此必須進行非線性誤差補償(cháng)。2分析了稱(chēng)重傳(chuán)感器的(de)非線性誤差來源,利用硬(yìng)件電路進行了誤差補償;這種方法有(yǒu)效,但補償工藝複雜。3利用分段線性插值方法,完成了電子地上衡的非線性誤差補償,該方法簡單且易於操作,但*度有待進*步提*。
4提出了*種基於RBF神經網絡的稱重傳感器非線(xiàn)性誤差(chà)補(bǔ)償方法,該方法為電子地上衡的非線性誤(wù)差補償提供了借鑒。
徑向基函數(shù)神經網絡(RBFNN)是*種功(gōng)能強大的前向神經網絡,其具有很強的逼近非線性函數能(néng)力,廣泛應用於非線性預測、非線性誤差校正與(yǔ)補償、函數逼近等5-7.本文提出*種基於RBFNN的電子地上衡非線性誤差補償(cháng)方法,以獲得良好的補(bǔ)償效果,減少稱重誤(wù)差。
1電子地上衡非(fēi)線(xiàn)性誤差特性分析b00kmark11.1稱重傳感(gǎn)器(qì)非線性誤差稱重傳感器是電(diàn)子地上衡的關鍵部件*,其非線性誤差直(zhí)接影響電子(zǐ)地上衡稱重結果的*性(xìng)。稱重傳感器將4個電阻應變片粘貼在彈性敏感元件上,然後以(yǐ)適當(dāng)方式組成(chéng)惠斯登電橋。當電子地(dì)上衡不承受載荷時,電橋(qiáo)平衡,稱重輸出電壓為零;反之,應變片發生形變(biàn),電阻改變,電橋失衡,傳感器輸出與載荷重(chóng)量(liàng)成比例的電壓信號。
為稱重傳感器原理圖。設4個應變片的電阻分別為(wéi)Ri、R2、R3、R4,電橋電源電壓為Us,則惠斯登電橋輸出電壓Ux為AR1=AR4=/AR,R01、R02、R03、R04分別為無(wú)載荷時應變片(piàn)的初始電阻,AR為應變片的電(diàn)阻變化值(zhí),為彈性元件的泊鬆比2.稱重傳感器承受(shòu)載荷時,應(yīng)變片R1、R4被拉伸,阻值增大;應變片R2、R3被壓縮,阻值減少(shǎo)。將式(2)代入(rù),有由與電子(zǐ)地上衡輸出呈非線性關係,因此,需要進行(háng)非線性誤差補償。
實(shí)際應用中,為了獲得*的(de)稱重結果,電子地上衡應具備非線性補(bǔ)償功能,即需要對式(9)*示的(de)稱重傳(chuán)感器模(mó)型(xíng)由式(9)可知,稱重傳感器的電橋輸出與承(chéng)受的載荷力(lì)Fx(理想情(qíng)況下為被測物體的重量)成非(fēi)線性關係,F,越大,稱重傳感器的非線性(xìng)關係越(yuè)明顯,誤差越(yuè)大。
秤盤機械結(jié)構(gòu)的非線性(xìng)誤差理想情況下,秤盤將被測物體的重量不失真地加載在稱重傳感器上,即實(shí)際上,由(yóu)於受機械加工*度、材料剛度、結構件之(zhī)間摩擦等因素影響,進行(háng)現場測試獲得的檢測結果。由表可知,電子地上衡補償後的(de)zui大誤差(0~100g範圍內為(wéi)範圍內為-0.12g,400~1000g範圍內為-0.2g),均小於0G555-1996非自動(dòng)秤通用檢定規程規定的中級秤(chèng)允許誤差。
表1電子地上衡線性度檢測結果4結論電子地(dì)上衡(héng)受(shòu)稱重傳感器、秤盤機(jī)械結構等(děng)非線性因素影響,其輸入與輸出成非線(xiàn)性關係,影(yǐng)響了稱重結果的*度。本文利用RBFNN構建了電子地上衡非線性誤差補(bǔ)償網絡,完成了電子地上衡的非線性校正。實驗證明,這種方法可以(yǐ)明顯減少電子地上衡非線性誤(wù)差,提*稱重結(jié)果*度。