刘晓蒙，张怀锁

(上海工业自动化仪表研究院有限公司，上海 200233)

0 引言

铁磁性物质发生变形或在应力的作用下，其磁导率会发生变化。这是磁致伸缩的逆效应[1]。利用此效应制成的测力传感器称为磁弹性传感器[2-4]。与电阻应变式传感器不同，磁弹性传感器在受力时产生微小应变。一般来说，在额定载荷下，磁弹性传感器内部的应力约为60 MPa，受力方向的变形量约为30 μm[5]。磁弹性传感器承受额定负载时的应力远小于其制造材料的屈服强度。因此，磁弹性传感器具有较高的过载能力，非常适用于测量金属板材的轧制力和桥梁支撑柱的压力。

磁弹性传感器测量的是力，输出的是电压或电流信号。理论上，传感器输出和输入之间是线性关系。实际上，传感器的输入输出特性都是非线性的，存在非线性误差[6-7]。为使传感器的输出达到理想状态，可以从软件上进行修正。本文将探讨使用三次多项式修正数据的方法。

1 非线性误差的定义

传感器的非线性误差(线性度)、重复性、回差(或称迟滞、迟后)和灵敏度是衡量传感器静态特性的重要指标。国标GB/T 18459—2001《传感器主要静态性能指标计算方法》中，对非线性误差的定义为:正、反行程实际平均特性曲线相对于参比直线(理论直线)的最大偏差。参比直线可以用传感器空载时输出的零点值和额定负载的输出值这2个端点连线拟合。非线性误差δl的计算方法如下:

(1)

式中:ri为被试试验点上3次正行程实际输出信号值的算术平均值;Ui为被试试验点上理论输出信号值；……