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基于RBF神经网络的电子地上衡非线性误差补偿

2023年06月07日 15:14:59      来源:湖南湘北衡器有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:34

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基于RBF神经网络的电子地上衡非线性误差补偿:

    电子地上衡结构简单、*、操作方面,广泛应用于工业生产、商业贸易、医疗食品等领域1.电子地上衡*先通过电阻应变片式称重传感器,将被测物体重量转换为电信号,经调理、A/D转换后,传输至CPU进行数据处理(如数字滤波、线性化,等),并配合显示、键盘电路,获得zui终的称重结果。

    由于受称重传感器、秤盘机械结构等的非线性影响,电子地上衡的输入-输出并非成线性关系,因此必须进行非线性误差补偿。2分析了称重传感器的非线性误差来源,利用硬件电路进行了误差补偿;这种方法有效,但补偿工艺复杂。3利用分段线性插值方法,完成了电子地上衡的非线性误差补偿,该方法简单且易于操作,但*度有待进*步提*。

    4提出了*种基于RBF神经网络的称重传感器非线性误差补偿方法,该方法为电子地上衡的非线性误差补偿提供了借鉴。

    径向基函数神经网络(RBFNN)是*种功能强大的前向神经网络,其具有很强的逼近非线性函数能力,广泛应用于非线性预测、非线性误差校正与补偿、函数逼近等5-7.本文提出*种基于RBFNN的电子地上衡非线性误差补偿方法,以获得良好的补偿效果,减少称重误差。

    1电子地上衡非线性误差特性分析b00kmark11.1称重传感器非线性误差称重传感器是电子地上衡的关键部件*,其非线性误差直接影响电子地上衡称重结果的*性。称重传感器将4个电阻应变片粘贴在弹性敏感元件上,然后以适当方式组成惠斯登电桥。当电子地上衡不承受载荷时,电桥平衡,称重输出电压为零;反之,应变片发生形变,电阻改变,电桥失衡,传感器输出与载荷重量成比例的电压信号。

    为称重传感器原理图。设4个应变片的电阻分别为RiR2R3R4,电桥电源电压为Us,则惠斯登电桥输出电压UxAR1=AR4=/ARR01R02R03R04分别为无载荷时应变片的初始电阻,AR为应变片的电阻变化值,为弹性元件的泊松比2.称重传感器承受载荷时,应变片R1R4被拉伸,阻值增大;应变片R2R3被压缩,阻值减少。将式(2)代入,有由与电子地上衡输出呈非线性关系,因此,需要进行非线性误差补偿。

    实际应用中,为了获得*的称重结果,电子地上衡应具备非线性补偿功能,即需要对式(9)*示的称重传感器模型由式(9)可知,称重传感器的电桥输出与承受的载荷力Fx(理想情况下为被测物体的重量)成非线性关系,F,越大,称重传感器的非线性关系越明显,误差越大。

    秤盘机械结构的非线性误差理想情况下,秤盘将被测物体的重量不失真地加载在称重传感器上,即实际上,由于受机械加工*度、材料刚度、结构件之间摩擦等因素影响,进行现场测试获得的检测结果。由表可知,电子地上衡补偿后的zui大误差(0~100g范围内为范围内为-0.12g400~1000g范围内为-0.2g),均小于0G555-1996非自动秤通用检定规程规定的中级秤允许误差。

    表1电子地上衡线性度检测结果4结论电子地上衡受称重传感器、秤盘机械结构等非线性因素影响,其输入与输出成非线性关系,影响了称重结果的*度。本文利用RBFNN构建了电子地上衡非线性误差补偿网络,完成了电子地上衡的非线性校正。实验证明,这种方法可以明显减少电子地上衡非线性误差,提*称重结果*度。

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