火炮抽气装置压力测试中温度影响的实验研究

论文摘要

压力传感器的输出值通常不仅决定于目标参量(压力),还会受到非目标参量的影响,如在火炮抽气装置压力测试中,火药气体的温度对压力传感器的影响。论文首先概述了压力传感器温度补偿的一般方法和压阻式压力传感器结构、原理以及温度补偿的必要性。利用压阻式压力传感器,组建基于PXI总线仪器的实验系统,获取温度补偿所需要的实验数据:并在Labview开发环境下编写实验数据采集、温度误差分析、灵敏度温度系数分析等程序,编写基于双线性、双三次、双三次样条二维插值法的压阻式压力传感器的温度补偿程序:论文利用Matlab神经网络工具箱设计了BP神经网络模型,然后根据实验数据对BP神经网络进行训练,得到压力传感器受温度影响的模型,并由Labview通过Matlab script节点调用该模型来开发压力传感器的温度BP神经网络补偿系统;论文对二维插值函数法和BP神经网络法进行了比较,结果表明二维插值函数法和BP神经网络法对压阻式压力传感器温度补偿效果非常明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 课题背景及选题意义
• 1.2 压力传感器温度补偿方法的国内外研究概况及发展趋势
• 1.2.1 压阻式压力传感器温度补偿方法综述
• 1.3 压阻式传感器原理、特点
• 1.4 论文工作介绍
• 2. 实验系统设计
• 2.1 引言
• 2.2 PXI数据采集系统设计
• 2.2.1 PXI硬件特性简述
• 2.2.1.1 PXI硬件的物理特性
• 2.2.1.2 PXI硬件的电气特性
• 2.2.1.3 PXI硬件的机械特性
• 2.2.2 PXI总线的主控部分构成
• 2.2.3 数据采集卡PXI-6251简述
• 2.2.4 热电阻Pt100的接线方式及驱动电路设计
• 2.2.5 电阻应变仪
• 2.2.6 压阻式压力传感器
• 2.2.7 手压泵、精密仪器表及电热炉
• 2.3 实验数据采集程序设计
• 2.3.1 LabView简介
• 2.3.2 实验数据采集程序
• 2.3.2.1 数据采集程序流程图及前面板
• 2.3.2.2 数据采集程序关键子VI设计
• 2.4 本章小结
• 3. 实验数据采集
• 3.1 引言
• 3.2 实验方案确定
• 3.3 实验数据曲线图
• 3.4 实验数据提取程序设计
• 3.5 本章小结
• 4. 误差分析及插值法温度补偿
• 4.1 引言
• 4.2 二维函数插值法原理
• 4.2.1 分段线性插值函数
• 4.2.2 分段Hermite插值函数
• 4.2.3 三次样条插值函数
• 4.2.4 二维函数插值法步骤
• 4.3 实验原始数据
• 4.4 实验数据分析与温度补偿
• 4.4.1 引言
• 4.4.2 实验数据处理程序设计
• 4.4.3 实验数据分析
• 4.4.3.1 压力传感器温度误差分析
• 4.4.3.2 压力传感器特性曲面
• 4.4.4 二维插值法温度补偿的实现
• 4.4.4.1 引言
• 4.4.4.2 二维插值法温度补偿结果
• 4.5 本章小结
• 5. 神经网络法温度补偿
• 5.1 神经网络原理简述
• 5.1.1 前向多层神经网络的结构简述
• 5.1.2 BP神经网络学习步骤
• 5.2 BP神经网络模型的确定
• 5.3 BP神经网络样本数据归一化
• 5.4 BP神经网络学习和训练
• 5.4.1 确定网络参数
• 5.4.2 网络训练结果
• 5.5 BP神经网络法温度补偿实现
• 5.5.1 LabView与Matlab
• 5.5.2 BP神经网络温度补偿程序设计
• 5.5.3 BP神经网络温度补偿结果
• 5.6 本章小结
• 6. 总结与展望
• 6.1 全文总结与特点
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A LABVIEW程序
• 附录B 实验系统实物图