一种电阻应变传感器信号监测和分离方法与流程

本发明涉及称重，尤其是涉及一种电阻应变传感器信号监测和分离方法。

背景技术：

1、称重系统是贸易结算的主要计量设备，广泛应用于商业、物流及大宗物料的结算，因此，设备的计量准确性、可靠性是设备使用者关注的重点，电阻应变式传感器是当前称重系统核心感知器件，传感信号采集数据的线性特征是体现称重系统计量准确性的关键，当称重系统的传感信号由于环境影响或某种特殊因子（非预期）的介入，使得称重系统运行的可靠性下降，在称重系统运行中需要识别异常数据并进行适当的监测，及时将非预期使用数据信号的分离。现有技术也有相应的解决方法，通过设置多个检测点进行检测，并将检测到的数据拟合出曲线，根据曲线对传感器信号输出异常进行判断，但这种方法还存在一些缺陷，如拟合出的曲线与实际曲线还不够准确，与实际曲线差异大，存在较大误差，降低了传感器输出异常判断的准确性。

技术实现思路

1、本发明主要是解决了由于环境影响或特殊因子介入影响传感器计量不准确，现有技术缺乏监控和分离的问题，提供了一种电阻应变传感器信号监测和分离方法。

2、本发明还解决了现有传感器信号监测方法存在误差大，监测准确性低的问题，提供了一种电阻应变传感器信号监测和分离方法。

3、本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电阻应变传感器信号监测和分离方法，包括以下步骤：

4、s1.对称重系统进行校准；

5、s2.设定监测点，根据监测数据建立称量值与称重感知信号检测值的映射关系；

6、s3.进行称重，获取称重感知信号检测值，根据映射关系获取理论称量值，将实际称量值与理论称量值进行比较分析；

7、s4.根据比较结果，对称重感知信号进行异常判断。

8、本发明根据传感器的称重感知信号输出不变的特性，建立称量值与称重感知信号的映射关系，通过映射关系获取称重的理论称量值，通过理论称量值与实际称量值的比较来进行传感器信号的异常判断，能够准确判断出环境影响或某种特殊因子接入，使得监测更加准确，对监测结果进行分离，及时将非预期实用数据信号分离，有效提升称重结果的可靠性。

9、作为一种优选方案，根据称量范围在零点至最大称量点重均匀选择若干检测点，获取检测点的称重数据，包括称量值和对应的称重感知信号检测值。

10、作为一种优选方案，通过插值法计算检测点之间称重数据，根据称重数据建立称量值与称重感知信号检测值的坐标图，得到称量值与称重感知信号检测值的映射关系。

11、作为一种优选方案，计算检测点之间各称重数据的称重感知信号检测值与真实值的误差值，对称重感知信号检测值进行校正，根据校正后的数据建立称量值与称重感知信号检测值的坐标图，得到称量值与称重感知信号检测值的映射关系。由分段线性插值法构成的坐标图曲线在检测点与真实函数的值是相同的，在检测点之间的曲线与真实函数曲线存在差异，需要进行误差补正，使得最终构建的坐标图曲线更接近真实函数曲线，对于后续称重感知信号异常判断能够更加准确。

12、作为一种优选方案，获取与实际称量值所在分段的第一检测点、第二检测点相邻的第三检测点，根据第一检测点和第二检测点建立第一线性函数，根据第一检测点与第三检测点建立第二线性函数，根据余项公式分别建立第一线性函数与真实函数的第一误差方程，第二线性函数与真实函数的第二误差方程，将第一误差方程和第二误差方程相约计算，获得与第一线性函数第二线性函数偏差相关的误差方程，根据误差方程计算实际称量值的误差值，根据误差值对称重感知信号检测值进行校正。

13、根据称重所在分段，获得该分段的两个检测点，分别记为第一检测点(x0,y0)和第二检测点(x1,y1)，获取与第一检测点相邻的第三检测点(x2,y2)。

14、根据第一检测点和第二检测点建立第一线性函数

15、g1(x)=y0+(y1-y0)(x-x0)/(x1-x0)；

16、转换为：g1(x)=[ (x1-x) /(x1-x0)] y0+[ (x-x0) /(x1-x0)]y1；

17、根据第一检测点和第三检测点建立第二线性函数

18、g2(x)=y0+(y2-y0)(x-x0)/(x2-x0)；

19、转换为：g2(x)=[ (x2-x) /(x2-x0)] y0+[ (x-x0) /(x2-x0)]y2；

20、根据余项公式建立第一线性函数与真实函数f(x)的第一误差方程，

21、f(x)- g1(x)= [f'' (ξ1)/2] (x-x0)(x-x1)；

22、建立第二线性函数与真实函数f(x)的第二误差方程

23、f(x) – g2(x)= [f'' (ξ2)/2] (x-x0)(x-x2)；

24、其中ξ1、ξ2均属于由x0、x1、x2和x所决定的区间。

25、假设f'' (x)在该区间内变化不大，f'' (ξ1)≈f'' (ξ2)，则将第一误差方程和第二误差方程相约计算，得到

26、[f(x)- g1(x)]/[ f(x) – g2(x)]≈(x-x1)/ (x-x2)，

27、转换得到

28、f(x)- g1(x) ≈[(x-x1)/ (x-x2)]( g1(x)- g2(x))，

29、该第一线性函数g1(x)的误差f(x)- g1(x)可以通过两个结果的偏差g1(x)- g2(x)来估计。用该误差来修正g1(x)。

30、作为一种优选方案，将称重获取的称重感知信号检测值通过映射关系计算得到理论称量值，计算实际称量值与理论称量值的差异率，设定正常阈值范围和异常阈值范围，

31、当差异率在正常阈值范围内，称重感知信号输出正常，

32、当差异率在异常阈值范围内，称重感知信号输出非正常，

33、当差异率偏离异常阈值范围以上，称重感知信号输出异常。当判断称重感知信号输出异常时，说明传感器信号输出可能存在非预期使用。

34、称重系统在正常使用中其称重指示器指示的重量重复性，

35、在（0～500）d的范围内一般不大于±1.0d；

36、在（500～2000）d的范围内一般不大于±2.0d；

37、在（2000～10000）d的范围内一般不大于±3.0d；

38、当某一载荷作用在称重系统上，正常情况下其称重感知信号检测值在ad转换前其变化的幅度一般不大于±0.1%。

39、差异率为实际称量值和理论称量值之差与理论称量值的比值，本方案中设置的正常阈值范围为±1%以内范围，异常阈值范围为±1%以外，±2%以内的范围。

40、作为一种优选方案，

41、称重感知信号输出非正常情况下，并且监测到两个及两个以上的不同称量值产生的称重感知信号输出非正常的，向称重系统发出异常警示信号；

42、称重感知信号输出异常情况下，并且监测到两个及两个以上的不同称量值产生的称重感知信号输出异常的，将称重数据进行分离或阻断，锁定称重数据，禁止数据传输和显示。传感器信号输出存在非预期实用，需将称重数据进行分离和阻断，必要时，锁定称重数据，禁止数据传输和显示，通过及时将非预期使用数据的分离，有效提升称重结果的可靠性。

43、作为一种优选方案，称重系统校准包括将标准重量进行称重，调整称量值与标准重量值一致。

44、因此，本发明的优点是：根据传感器的称重感知信号输出不变的特性，建立称量值与称重感知信号的映射关系，通过映射关系获取称重的理论称量值，通过理论称量值与实际称量值的比较来进行传感器信号的异常判断，能够准确判断出环境影响或某种特殊因子接入，使得监测更加准确，对监测结果进行分离，及时将非预期实用数据信号分离，有效提升称重结果的可靠性。