專利名稱：一種基于電子衡器的非線性標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于電子衡器的非線性標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
電子衡器在出廠前需要對其稱重傳感器進(jìn)行標(biāo)定，由于稱重傳感器一般采用電阻應(yīng)變片式壓力傳感器，其感受到的是壓力，而稱重的重量和稱重傳感器收到的壓力是呈線性關(guān)系的，現(xiàn)有技術(shù)中往往是按照稱重的量程(O full)取稱重為O和full兩點(diǎn)來進(jìn)行線性標(biāo)定，然而，電阻應(yīng)變片式壓力傳感器的線性特性不是很好，這樣的標(biāo)定方法下電子衡器的稱重精度不太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種能夠提高電子衡器的稱重精度的非線性標(biāo)定方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于電子衡器的非線性標(biāo)定方法，所述非線性標(biāo)定方法包括以下步驟:
Ca)取重量分別為m0，ml, m2, m3, m4的物體進(jìn)行稱重，所述電子衡器的稱重傳感器接收稱重信號并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字內(nèi)碼，分別為adO，adl, ad2, ad3, ad4;
(b)由所述數(shù)字內(nèi)碼adO,adl, ad2, ad3, ad4,分別計(jì)算牛頓插值多項(xiàng)式
f(x)=c0+cl(χ-χΟ)+c2 (χ-χΟ) (x_xl)+c3 (χ-χΟ) (χ-χ ) (χ-χ2)+c4(χ-χΟ) (χ-χ )(χ-χ2) (χ-χ3)
中的CO、一階差商Cl、二階差商c2、三階差商c3、四階差商c4的值: cO=mO，
一階差商:cl=(ml_mO)/ (adl-adO) =f [adO，adl]，
二階差商:c2=( f[adl，ad2]_ f [adO，adl])/(ad2_ad0)=f [adO，adl，ad2]，
三階差商:c3=( f [adl，ad2，ad3]_ f [adO，adl，ad2])/(ad3_ad0)
=f [adO, adl, ad2，ad3]，
四階差商:c4=( f [adl，ad2，ad3，ad4]_ f [adO，adl，ad2，ad3])/(ad4_ad0)
=f [adO，adl, ad2，ad3，ad4];
(c)將上述CO、一階差商Cl、二階差商c2、三階差商c3、四階差商c4的值代入所述牛頓插值多項(xiàng)式f 00中，得到一個含一個未知數(shù)X的曲線方程
f(x)=m0+ f [adO, adl] (χ-adO)+ f [adO，adl，ad2] (x_ad0) (χ-adl)
+ f [adO, adl, ad2，ad3] (x_ad0) (χ-adl) (x_ad2)
+ f [adO, adl, ad2，ad3，ad4] (x_ad0) (χ-adl) (x_ad2) (x_ad3)；
(d)將待稱重物體置于所述電子衡器上 ，所述稱重傳感器接收稱重信號并由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字內(nèi)碼adx ；
(e)將上述數(shù)字內(nèi)碼adx代入上述曲線方程求解,計(jì)算f(adx);
(f)所述f(adx)即為所述待稱重物體的重量值。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):采用牛頓插值多項(xiàng)式來模擬傳感器的曲線特征，并選用五個已知點(diǎn)對該曲線進(jìn)行擬合，從而對電子衡器進(jìn)行標(biāo)定，使用該方法標(biāo)定后電子衡器的測量精度得到了提高。
具體實(shí)施例方式下面首先對本發(fā)明的原理作出說明。插值法又稱為“內(nèi)插法”，是利用函數(shù)f(x)在某區(qū)間中若干點(diǎn)的函數(shù)值，作出適當(dāng)?shù)奶囟ê瘮?shù)，在這些點(diǎn)上取已知值，在區(qū)間的其他點(diǎn)上用這特定的函數(shù)的值作為函數(shù)f(x)的近似值，這種方法稱為插值法。插值法即已知若干點(diǎn)(大于2個點(diǎn))的X，y坐標(biāo)，來擬合成一條曲線y=f (X)，則已知任一點(diǎn)的X坐標(biāo)，能夠通過上述擬合的曲線來計(jì)算相應(yīng)的γ坐標(biāo)的方式。如果上述的特定函數(shù)是多項(xiàng)式，則該多項(xiàng)式被稱作插值多項(xiàng)式。本發(fā)明中選用的特定函數(shù)為牛頓插值多項(xiàng)式，該函數(shù)表述為:
f (X) =c0+cl (χ-χΟ) +c2 (χ-χΟ) (χ-χ ) +...+cn (χ-χΟ) (χ-χ )…(χ-χη-1),f (χ)即為我們需要擬合的曲線，我們只需要計(jì)算其中的CO，Cl, C2,…，cn的值，上述函數(shù)f(x)中，cO, cl, c2,… ，cn的值分別為:cO=yO=f (xO);
cl= (yl-yO) / (xl-xO) = (f (xl) -f (χΟ)) / (xl-xO) =f [χΟ, χ ],此為一階差商;
c2=(f [xl, x2]-f [xO, xl])/ (x2-x0)=f [xO, xl, x2],此為二階差商;
c3= (f [xl, x2, x3] -f [xO, xl, x2]) (x3_x0) =f [xO, xl, x2, x3],此為三階差商;
cn= (f [xl, x2,...，xn] -f [xO, xl,...，xn_l]) / (xn-xO) =f [xO, xl,...，xn],此為 n 階差商。將上述(:0，(31，(32，一，(^的值代入€00就可以得到僅含一個未知數(shù)χ的曲線函數(shù)
f (X)。下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。設(shè)待標(biāo)定的電子衡器的量程為(O full)，我們在(O full)內(nèi)取五個點(diǎn)，取分別對應(yīng)這五個點(diǎn)的重量為mO，ml, m2, m3, m4的物體進(jìn)行稱重，該電子衡器的稱重傳感器接收稱重信號并有模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字內(nèi)碼，分別為:adO，adl, ad2, ad3, ad4，
我們選取的牛頓插值多項(xiàng)式為四階，其形式為:
f(x)=cO+cl(χ-χΟ)+c2(χ-χΟ) (χ-χ )+c3 (χ-χΟ) (χ-χ ) (χ-χ2)+c4 (χ-χΟ) (χ-χ )(χ-χ2) (χ-χ3)，
將上面的數(shù)字內(nèi)碼adO, adl, ad2, ad3, ad4作為函數(shù)的x坐標(biāo)值，將對應(yīng)的重量mO, ml, m2, m3, m4作為函數(shù)的y坐標(biāo)值,代入函數(shù)f (χ)中，分別計(jì)算cO、一階差商cl、二階差商c2、三階差商c3、四階差商c4的值，計(jì)算得到:cO=mO,
一階差商:cl= (ml-mO) / (adl-adO) =f [adO, adl],二階差商:c2=( f[adl，ad2]_ f [adO，adl])/(ad2_ad0)=f [adO，adl，ad2]，
三階差商:c3=( f [adl，ad2，ad3]_ f [adO，adl，ad2])/(ad3_ad0)
=f [adO, adl, ad2，ad3]，
四階差商:c4=( f [adl，ad2，ad3，ad4]_ f [adO，adl，ad2，ad3])/(ad4_ad0)
=f [adO，adl, ad2，ad3，ad4];
將上述CO、一階差商Cl、二階差商c2、三階差商c3、四階差商c4的值代入上述牛頓插值多項(xiàng)式f (X)中，得到一個含一個未知數(shù)χ的曲線方程:
f (x) =m0+ f[adO，adl] (χ-adO) + f [adO，adl，ad2] (x_adO) (χ-adl)
+ f [adO, adl, ad2，ad3] (x_adO) (χ-adl) (x_ad2)
+ f [adO, adl, ad2，ad3，ad4] (x_adO) (χ-adl) (x_ad2) (x_ad3)，
這樣，該電子衡器的標(biāo)定已完成，當(dāng)需要對待稱重物體進(jìn)行稱重時，將待稱重物體置于該電子衡器上，該電子衡器的稱重傳感器接收稱重信號并經(jīng)其模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字內(nèi)碼adx，將此數(shù)字內(nèi)碼adx作為χ坐標(biāo)值代入上面標(biāo)定的方程中，計(jì)算對應(yīng)的y坐標(biāo)值f (adx)，該值即為待稱重物體的重量值。釆用這種牛頓插值多項(xiàng)式來模擬傳感器的曲線特征，并使用該方法對電子衡 器進(jìn)行標(biāo)定，提高了電子衡器的測量精度。
權(quán)利要求
1.一種基于電子衡器的非線性標(biāo)定方法，其特征在于:所述非線性標(biāo)定方法包括以下步驟: (a)取重量分別為m0，ml，m2，m3，m4的物體進(jìn)行稱重，所述電子衡器的稱重傳感器接收稱重信號并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字內(nèi)碼，分別為adO，adl，ad2，ad3，ad4; (b)由所述數(shù)字內(nèi)碼adO，adl,ad2，ad3，ad4，分別計(jì)算牛頓插值多項(xiàng)式f(X)=cO+cl (χ-χΟ)+c2 (χ-χΟ) (χ-χ )+c3 (χ-χΟ) (χ-χ ) (χ-χ2) +c4(χ-χΟ) (χ-χ )(χ-χ2) (χ-χ3) 中的CO、一階差商Cl、二階差商c2、三階差商c3、四階差商c4的值: cO=mO，一階差商:cl=(ml_mO)/ (adl-adO) =f [adO，adl]，二階差商:c2=( f[adl，ad2]_ f [adO，adl]) / (ad2_ad0) =f [adO，adl，ad2]，三階差商:c3=( f [adl，ad2，ad3]_ f [adO，adl，ad2])/(ad3_ad0) =f [adO, adl, ad2，ad3]，四階差商:c4=( f [adl，ad2，ad3，ad4]_ f [adO，adl，ad2，ad3])/(ad4_ad0)=f [adO，adl, ad2，ad3，ad4]; (c)將上述CO、一階差商Cl、二階差商c2、三階差商c3、四階差商c4的值代入所述牛頓插值多項(xiàng)式f 00中，得到一個含一個未知數(shù)X的曲線方程f(x)=m0+ f [adO, adl] (χ-adO)+ f [adO，adl，ad2] (x_ad0) (x-adl)+ f [adO, adl, ad2，ad3] (x_ad0) (χ-adl) (x_ad2)+ f [adO, adl, ad2，ad3，ad4] (x_ad0) (χ-adl) (x_ad2) (x_ad3)； (d)將待稱重物體置于所述電子衡器上，所述稱重傳感器接收稱重信號并由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字內(nèi)碼adx ； (e)將上述數(shù)字內(nèi)碼adx代入上述曲線方程求解，計(jì)算f(adx); (f)所述f(adx)即為所述待稱重物體的重量值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于電子衡器的非線性標(biāo)定方法，采用牛頓插值多項(xiàng)式來模擬傳感器的曲線特征，并選用五個已知點(diǎn)對該曲線進(jìn)行擬合，從而對電子衡器進(jìn)行標(biāo)定，使用該方法標(biāo)定后電子衡器的測量精度得到了提高。
文檔編號G01G23/01GK103090954SQ20111033285
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者曹飛 申請人:臺衡精密測控(昆山)股份有限公司