基于RBF神經網絡的電子地上衡非線性誤差補償:
電子地上衡結構簡單、*、操作方面,廣泛應用于工業生產、商業貿易、醫療食品等領域1.電子地上衡*先通過電阻應變片式稱重傳感器,將被測物體重量轉換為電信號,經調理、A/D轉換后,傳輸至CPU進行數據處理(如數字濾波、線性化,等),并配合顯示、鍵盤電路,獲得zui終的稱重結果。
由于受稱重傳感器、秤盤機械結構等的非線性影響,電子地上衡的輸入-輸出并非成線性關系,因此必須進行非線性誤差補償。2分析了稱重傳感器的非線性誤差來源,利用硬件電路進行了誤差補償;這種方法有效,但補償工藝復雜。3利用分段線性插值方法,完成了電子地上衡的非線性誤差補償,該方法簡單且易于操作,但*度有待進*步提*。
4提出了*種基于RBF神經網絡的稱重傳感器非線性誤差補償方法,該方法為電子地上衡的非線性誤差補償提供了借鑒。
徑向基函數神經網絡(RBFNN)是*種功能強大的前向神經網絡,其具有很強的逼近非線性函數能力,廣泛應用于非線性預測、非線性誤差校正與補償、函數逼近等5-7.本文提出*種基于RBFNN的電子地上衡非線性誤差補償方法,以獲得良好的補償效果,減少稱重誤差。
1電子地上衡非線性誤差特性分析b00kmark11.1稱重傳感器非線性誤差稱重傳感器是電子地上衡的關鍵部件*,其非線性誤差直接影響電子地上衡稱重結果的*性。稱重傳感器將4個電阻應變片粘貼在彈性敏感元件上,然后以適當方式組成惠斯登電橋。當電子地上衡不承受載荷時,電橋平衡,稱重輸出電壓為零;反之,應變片發生形變,電阻改變,電橋失衡,傳感器輸出與載荷重量成比例的電壓信號。
為稱重傳感器原理圖。設4個應變片的電阻分別為Ri、R2、R3、R4,電橋電源電壓為Us,則惠斯登電橋輸出電壓Ux為AR1=AR4=/AR,R01、R02、R03、R04分別為無載荷時應變片的初始電阻,AR為應變片的電阻變化值,為彈性元件的泊松比2.稱重傳感器承受載荷時,應變片R1、R4被拉伸,阻值增大;應變片R2、R3被壓縮,阻值減少。將式(2)代入,有由與電子地上衡輸出呈非線性關系,因此,需要進行非線性誤差補償。
實際應用中,為了獲得*的稱重結果,電子地上衡應具備非線性補償功能,即需要對式(9)*示的稱重傳感器模型由式(9)可知,稱重傳感器的電橋輸出與承受的載荷力Fx(理想情況下為被測物體的重量)成非線性關系,F,越大,稱重傳感器的非線性關系越明顯,誤差越大。
秤盤機械結構的非線性誤差理想情況下,秤盤將被測物體的重量不失真地加載在稱重傳感器上,即實際上,由于受機械加工*度、材料剛度、結構件之間摩擦等因素影響,進行現場測試獲得的檢測結果。由表可知,電子地上衡補償后的zui大誤差(0~100g范圍內為范圍內為-0.12g,400~1000g范圍內為-0.2g),均小于0G555-1996非自動秤通用檢定規程規定的中級秤允許誤差。
表1電子地上衡線性度檢測結果4結論電子地上衡受稱重傳感器、秤盤機械結構等非線性因素影響,其輸入與輸出成非線性關系,影響了稱重結果的*度。本文利用RBFNN構建了電子地上衡非線性誤差補償網絡,完成了電子地上衡的非線性校正。實驗證明,這種方法可以明顯減少電子地上衡非線性誤差,提*稱重結果*度。