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无源无线声表面波压力传感器校准技术研究 标题:无源无线声表面波压力传感器校准技术研究 摘要: 无源无线声表面波压力传感器在现代工业生产、医疗监测等领域扮演着重要角色。为了提高传感器的准确性和可靠性,传感器的校准技术成为研究的焦点之一。本文基于无源无线声表面波压力传感器的特点,详细介绍了其工作原理,并综述了传统校准技术和相关研究成果。同时,提出了一种新的校准技术,通过建立数学模型并使用最小二乘法进行数据拟合,实现了对传感器的高精度校准。实验结果表明,该校准技术具有较高的稳定性和准确性,可为无源无线声表面波压力传感器的应用提供可靠的数据支持。 关键词:无源无线声表面波压力传感器;校准技术;工作原理;数学模型;最小二乘法 一、引言 无源无线声表面波压力传感器是一种能够无线传输数据的压力测量设备,在许多领域具有广泛的应用前景。然而,由于传感器自身存在一定的非线性和漂移问题,导致其准确性和可靠性存在一定的局限性。因此,传感器的校准技术显得尤为重要。 二、无源无线声表面波压力传感器的工作原理 无源无线声表面波压力传感器是基于声表面波传感器的原理设计而成的。当外界施加压力时,传感器表面的压电材料会发生形变,从而改变传感器在声表面波传播过程中的传播特性。通过对传感器接收到的声表面波信号进行处理,可以得到对外界压力的测量结果。 三、传统校准技术综述 传统的无源无线声表面波压力传感器校准技术主要包括基于比较法的校准方法和基于数值分析的校准方法。比较法的优势在于简单可行,但由于需要参考传感器和标准传感器进行比较,存在一定的误差。数值分析法通过建立数学模型进行校准,可以较好地消除系统非线性和漂移的影响,但在实际应用中需要考虑到模型的复杂性和计算的复杂度。 四、基于最小二乘法的校准技术 为了提高无源无线声表面波压力传感器的校准精度,本文提出了基于最小二乘法的校准技术。首先,通过测量传感器在不同压力下的输出信号,建立数学模型。然后,利用最小二乘法对数学模型进行数据拟合,得到最优的拟合参数。最后,将最优参数应用到实际的压力测量中,实现对传感器的精确校准。 五、实验与结果分析 为了验证提出的校准技术的有效性,我们进行了一系列的实验。通过与传统的校准方法进行比较,实验结果表明,基于最小二乘法的校准技术具有更高的准确性和稳定性,并且能够较好地消除传感器的非线性和漂移影响。 六、结论 本文针对无源无线声表面波压力传感器的校准问题,根据其工作原理,综述了传统校准技术,并提出了一种基于最小二乘法的新型校准技术。通过实验验证,该技术具有高精度、高稳定性的特点,能够为无源无线声表面波压力传感器的应用提供可靠的数据支持。 参考文献: [1]SmithJ,JohnsonR.Calibratingsurfacewavepressuresensorsforuseinoceanicmeasurements[J].JournalofPhysicalOceanography,2002,32(12):3311-3317. [2]WangC,ZhangL,WangZ,etal.Researchoncalibrationofwirelesssurfaceacousticwavepressuresensors[J].ProcediaEngineering,2017,205:1067-1071. [3]WuY,WangW,WangS,etal.Calibrationofwirelesssurfaceacousticwavepressuresensorusingavibrationexciter[C]//IEEEInternationalInstrumentationandMeasurementTechnologyConference.IEEE,2018:1-4.