对数字角度传感器输出非线性数据的3阶规划制造技术

本发明专利技术涉及一种应用三阶方程式Y＝aX

The third-order programming for the output nonlinear data of digital angle sensor

【技术实现步骤摘要】
对数字角度传感器输出非线性数据的3阶规划所属
本专利技术涉及一种应用三阶方程式对数字角度传感器输出的非线性数据进行规划，通过对方程式的解算，实现对数字角度传感器输出曲线数据结构的高度拟合，以提高数字角度传感器测量精度的方法。
技术介绍
随着人类科技的发展，各种传感器已广泛地应用在工业生产和人们生活的各个领域，可以说传感器几乎无处不在，种类繁多，仅就传感器输出信号的性质划分为：模拟式传感器和数字式传感器。模拟式传感器输出模拟信号，如电压值，数字式传感器输出数字信号即为数字量。本专利技术针对数字角度传感器在实际应用中出现的问题加以阐述，对于所有的应用于测量的传感器来说，若测量范围大，测量输出的线性度高，就表征这个传感器的性能优良，但实际上受到传感器制作原理或应用元件特性所限，随着传感器测量范围的增大，它的测量精度就会降低，输出的数据也并非是线性，而变成了曲线，表1中为某数字角度传感器在角度测量时输出的真实数据。为了能更清楚的看到传感器输出数据的线性度，根据表1中的数据建立两维坐标系，横坐标为传感器的倾角，纵坐标为与传感器倾角所对应的输出数据量，并将传感器的各点的输出值绘制在坐标系内，见图1。图1中的黑色小圆点即为各对应坐标点。为了能更清楚地看到传感器输出个点的分布情况，通过Graph图形绘制软件在图1中输出各点插入了理想规划直线，可以看出，传感器点的分布基本上大体都分布在該直线上，且在-15°～+15°范围内，点的分布应该是比较理想，基本位于直线上，但是离开这个范围后，个别点的分布明显脱离了该直线，特别是在倾角大的两端更为明显，这样在使用时，若按一阶方程式：y(x)＝kx+b来解算，在大角度范围时，就会带来很大的测量误差，从而影响到传感器在整体范围内的测量精度。同样，图2为数字角度传感器输出数值的二阶拟合曲线，在图2中可以看出角度传感器的二阶规划也不是很理想，仍有点移出曲线，因而也是不成功的。表1序号传感器倾角(°)传感器输出数据量1-454362-404873-355424-306015-256626-207277-157948-108639-5933100100511510741210114413151214142012821525134816301412173514731840153119451585
技术实现思路
为了能更好地对传感器的输出值做到准确解算，提高传感器在使用时的分辨精度，就必须建立更准确的方程式，并通过已知标定点值来结算出该传感器输出的非线性数据方程式，从而找到对数字角度传感器输出非线性数据的合理规划方程式。在对传感器输出数据的分析和研究中得出：应用标准3阶方程式：Y＝aX3+bX2+cX+d，并通过对传感器4点的标定值，解算出标准方程式的系数，得到传感器输出数据的3阶规划方程式，并在实际测量时将传感器输出的数字量代入该方程式，而能得到更准确地角度解算值，以提高数字传感器的使用分辨精度。附图说明图1为数字角度传感器输出数值的一阶拟合直线图2为数字角度传感器输出数值的二阶拟合曲线图3为数字角度传感器输出数值的三阶拟合曲线具体实施方法1.应用三阶标准方程式Y＝aX3+bX2+cX+d①注：X：传感器输出的数字量Y：传感器的测量角值2.方程式①中包含4个系数，要解算该方程式就必须已知传感器4个标定点的数值，分别用(x1，y1)；(x2，y2)；(x3，y3)；(x4，y4)；来表示。3.将它们分别带入方程式①得到方程组：为了简化方程，令e＝y2-y1i＝y3-y2m＝y4-y3h＝x2-x1l＝x3-x2p＝x4-x34.通过解算分别得到该方程的系数的运算表达式如下：c＝(je-fi/jg-fk)-(ni-jm/nk-oj)/(jh-fl/jg-fk)-(nl-pj/nk-oj)a＝(ke-gi)-c(kh-gl)fk-jgb＝(ni-jm)-c(nl-pj)/nk-oj5.将4解出的方程式系数值代入标准方程式①就可得到表1中传感器输出数据的非线性方程式，通过实际计算该曲线方程式为：f(x)＝0.00068x3+0.000344x2+14.136x+1003.37本专利技术的有益效果：图3给出了该传感器输出数据的3阶规划曲线，从图中可以看出该曲线对输出数据做出了完美规划，所有的点都极近分布在该曲线上，因此，该方程式对数字传感器输出曲线的拟合是成功的。依据以上的方法，在软件设计时通过对传感器4点的标定值，解算得到传感器输出数据的3阶规划方程式，并在实际测量时将传感器输出的数字量代入该方程式，这样就能得到更准确地角度解算值，很好地保证和提高传感器的使用精度，从而也提高了整体应用系统的精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对数字角度传感器输出的非线性数据结构形式进行3阶规划的方法，其特征在于：应用标准3阶方程式：Y＝aX

【技术特征摘要】
1.一种对数字角度传感器输出的非线性数据结构形式进行3阶规划的方法，其特征在于：应用标准3阶方程式：Y＝aX3+bX2+cX+d，通过传感器4点的标定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李语晴，杨文青，
申请(专利权)人：李语晴，杨文青，
类型：发明
国别省市：陕西;61