基于BP网络的电涡流传感器非线性补偿
2016-01-17
自动化与仪表 2016年2期
(天津理工大学 自动化学院,天津 300384)
电涡流传感器在缺陷检测、状态检测和位移量检测中得到了广泛应用。在位移量的检测中,一般希望仪表的刻度方程是线性方程,以保证仪表在整个测量范围内灵敏度相同[1]。但传感器输出特性大都为非线性,并且常受各种环境参数影响,为保证测量仪表输出与输入之间的线性关系,同时保证传感器的测量值尽可能地接近真实值,则需要对传感器进行非线性补偿。
本文是基于神经网络和Multisim对电涡流传感器进行非线性补偿,为取得精确输出,在Multisim软件中画出电路图、仿真出神经网络训练时的理论输出;在Matlab中运用神经网络的各种函数编写m文件,对神经网络进行训练、测试,计算出补偿之后的结果,与最小二乘法拟合结果进行比较,突出神经网络补偿的效果,并显示出较高补偿精度[2]。
1 电涡流传感器模型的建立与分析
为分析方便,将被测导体上形成的电涡流等效为一个短路环中的电流,这样,线圈与被测导体便等效为相互耦合的2个线圈。电涡流传感器的电路原理如图1所示。

图1 等效检测电路模型Fig.1 Equivalent detection circuit model
图中U1为加在线圈上的激励电压;M为线圈与被测体之间的互感;L1为传感器线圈等效电感;L2为被测体的等效电感;R1为传感器线圈等效电阻;R2为被测体的等效电阻;I˙1为检测线圈中的电流;I˙2为被测体中等效电流。
当被测体与检测电感线圈相对距离发生变化时,检测线圈与被测体涡流环之间的互感M发生变化,从而引起输入电流I˙1的变化。……
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