【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及壓力測量。具體涉及一種傳感器智能化補償方法。
技術介紹
1、傳感器是一種將物理量、化學量或生物量轉換為電信號的設備，它可以用來測量各種參數，如溫度、壓力、濕度、光強度、聲音等。在實際應用中，傳感器所處的環境會受到各種因素的影響，其中最顯著的是溫度，溫度變化會導致傳感器輸出信號的漂移，例如：壓力傳感器多存在溫度漂移。這種漂移會導致傳感器所采集原始數據產生較大誤差，這些誤差可能會直接導致應用失敗或產生安全隱患。
2、傳感器補償技術的主要目的是補償傳感器輸出的誤差，使得傳感器能夠在各種外部條件變化的情況下仍然保持較高的準確性。如現有公告號為cn110146215b的中國專利文件中，公開了一種帶有溫度補償與參數整定措施的氣壓傳感器，該氣壓傳感器通過采取粒子群優化與svr（支持向量回歸）模型結合來建立溫度補償以彌補低成本氣壓敏感元件帶來的溫度漂移問題。
3、然而，由于上述技術方案主要通過粒子群優化算法來優化svr模型的參數，但是粒子群優化算法計算效率較低，特別是在高維數據或數據量較大的情況下尤為明顯，并且粒子群優化雖然能有效搜索參數空間，但在參數空間較復雜或初始粒子分布不均的情況下，容易陷入局部最優解，使得粒子群算法所得的參數組合并非全局最優解，影響支持向量回歸模型的擬合精度，導致無法根據模型的擬合結果對傳感器的進行準確的補償。
技術實現思路
1、為解決在通過粒子群優化算法來優化支持向量回歸模型的參數以對傳感器進行補償時，由于粒子群優化容易陷入局部最優解
2、獲取壓力傳感器處于不同溫度下的壓力值，對壓力傳感器在每個溫度下的所有壓力值進行曲線擬合，以得到每個溫度下的壓力曲線；
3、根據每個溫度下的壓力曲線與相鄰溫度下的壓力曲線之間圍成的面積大小的差異，確定每個溫度下的壓力曲線的局部相似性，根據所有溫度下的壓力曲線的局部相似性確定svr模型的初始懲罰參數；
4、通過數據波動分析得到各個溫度下的所有壓力值的波動程度，并利用各個溫度下的所有壓力值的波動程度對svr模型的初始懲罰參數進行修正，得到svr模型的最終懲罰參數；
5、通過svr模型基于最終懲罰參數進行建模，并利用壓力傳感器處于不同溫度下的壓力值對svr模型進行訓練，將訓練好的svr模型置于壓力傳感器的補償模塊中，對壓力傳感器采集的壓力值進行實時補償。
6、上述技術方案通過收集不同溫度下的壓力數據并進行曲線擬合，能夠直觀地呈現出在特定溫度時壓力值的變化趨勢，可以清晰地梳理出壓力隨溫度變化的規律，有助于發現數據中的潛在特征，為精準確定模型參數提供數據依據。并且以壓力曲線與相鄰的壓力曲線的積分面積的差異衡量局部相似性是一種獨特的量化方式，基于此確定svr模型的初始懲罰參數，充分考慮了溫度變化對壓力數據的影響以及數據間的局部關聯，使得懲罰參數的確定更貼合壓力傳感器在不同溫度下的實際數據特性，提高了模型初始參數設置的合理性，有利于模型在后續訓練中更好地收斂。并且，分析每個溫度下的壓力數據的波動程度挖掘了數據的細節特征，將其用于修正懲罰參數，能夠更加精準地調整模型參數以適應數據的動態變化，有效彌補了僅依靠局部相似性確定參數可能存在的不足，進一步優化了svr模型的懲罰參數，增強了模型對數據復雜變化的適應性，提高了模型的準確性和穩定性。并且基于優化后的懲罰參數構建并訓練svr模型，最終將其應用于壓力傳感器的補償環節，實現了從數據處理到模型構建再到實際應用的完整流程，訓練好的模型能夠有效補償因溫度變化導致的壓力傳感器測量誤差，提高壓力傳感器在不同溫度環境下的測量精度，增強傳感器的可靠性和穩定性，使其能在更廣泛的溫度條件下準確工作。綜上所述，上述技術方案從多方面對數據進行分析和處理以確定svr模型的懲罰參數，最終實現對壓力傳感器的高精度補償，有效的避免了傳統的使用粒子群優化算法來優化svr模型的參數時，容易陷入局部最優而導致補償不準確的問題。
7、優選的，所述最終懲罰參數滿足如下關系式：
8、；
9、其中，為最終懲罰參數，是初始懲罰參數，為第個溫度下的所有壓力值的波動程度，為溫度的總數，為自然指數函數，為向上取整符號。
10、上述技術方案綜合了所有溫度下的壓力值波動程度以及溫度值的總個數，這意味著將整個溫度區間內不同溫度下壓力值的波動情況進行了綜合考量。通過對各個溫度下壓力值波動程度的匯總，充分挖掘了不同溫度環境中壓力數據變化的整體特征，以此來確定最終懲罰參數，使參數能反映出不同溫度條件下壓力傳感器數據的綜合表現。
11、優選的，所述初始懲罰參數滿足如下關系式：
12、；
13、公式中，是初始懲罰參數，為第個溫度下的壓力曲線的局部相似性，為第個溫度下的壓力曲線的局部相似性，為溫度的總數。
14、上述技術方案以不同溫度下的壓力曲線的局部相似性來確定初始參數，意味著模型從一開始就融入了溫度因素對壓力數據影響的考量，這樣在后續面對不同溫度環境下壓力傳感器采集的數據時，模型能夠更好地適應溫度變化帶來的壓力數據波動和特征變化，提高模型對實際應用場景中溫度差異情況的應對能力，進而提升模型在補償壓力傳感器時的準確性和可靠性。
15、優選的，通過數據波動分析得到各個溫度下的所有壓力值的波動程度的方法為：
16、計算第個溫度下的所有壓力值的一階差分值；
17、第個溫度下的所有壓力值的波動程度的計算公式為：
18、；
19、式中，為第個溫度下的所有壓力值的第個一階差分值，為第個溫度下的壓力值的總數，為第個溫度下的所有壓力值的最大值，為第個溫度下的所有壓力值的最小值。
20、上述技術方案的綜合考量方式全面兼顧了壓力值在變化量累計、數據量多少以及整體取值跨度等多方面的因素，使得波動程度的衡量不再局限于單一維度，而是從多個角度完整地反映了在特定溫度下壓力值的波動特性。
21、優選的，每個溫度下的壓力曲線的局部相似性的計算方法為：
22、
23、式中，為第個溫度下的壓力曲線的局部相似性，為第個溫度下的壓力曲線，為第個溫度下的壓力曲線，為第個溫度下的壓力曲線，為自然指數函數，為第個溫度下的壓力曲線的第一個壓力值對應的采集時刻，為第個溫度下的壓力曲線的最后一個壓力值對應的采集時刻。
24、上述技術方案，能夠從整體的角度衡量在特定區間限內，當前溫度下的壓力曲線與相鄰溫度下的壓力曲線的差異情況，積分運算將曲線間逐點的差值進行累加，相較于單純對比某幾個離散點的差異，這種方式更全面地反映了兩條曲線在一段連續區間內的整體偏離程度，體現了不同溫度下的壓力曲線之間的內在關聯性。
25、優選的，獲取壓力傳感器處于不同溫度下的壓力值的方法為：
26、在高低溫箱中安裝壓力傳感器，從高低溫箱的溫度范圍的下限開始，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，所述最終懲罰參數滿足如下關系式：
3.根據權利要求2所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，所述初始懲罰參數滿足如下關系式：
4.根據權利要求2所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于：通過數據波動分析得到各個溫度下的所有壓力值的波動程度的方法為：
5.根據權利要求3所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，每個溫度下的壓力曲線的局部相似性的計算方法為：
6.根據權利要求1所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，獲取壓力傳感器處于不同溫度下的壓力值的方法為：
7.根據權利要求1所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，對壓力傳感器采集的壓力值進行實時補償的方法為：
8.根據權利要求1所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，對壓力傳感器采集的壓力值進行實時補償，還包括：
【技術特征摘要】
1.一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，所述最終懲罰參數滿足如下關系式：
3.根據權利要求2所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于，所述初始懲罰參數滿足如下關系式：
4.根據權利要求2所述的一種傳感器智能化補償方法，其特征在于：通過數據波動分析得到各個溫度下的所有壓力值的波動程度的方法為：
5.根據權利要求3所述的一種傳...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周棟，李云，范瑾林，劉明堂，陳術星，張東東，許旋，胡婷，劉術開，
申請(專利權)人：新鄉市朗科精工衡器有限公司，
類型：發明
國別省市：
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