实验一 一元线性回归法拟合传感器的特性曲线

实验一一元线性回归法拟合传感器的特性曲线

一、 实验目的

1.了解应变传感器的特性、工作原理；

2.了解传感器的非线性修正方法；

3.掌握一元线性回归拟合的方法。

二、 实验内容

利用传感器实验台中的金属箔式应变片组成单桥电路，测出应变梁的变形量X，记下F/V表对应的输出值，然后按照一元线性回归法，求出回归方程，并判断回归方程的显著性。

测量系统的电路结构如图所示。

图（1）

三、 实验设备

直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源。

备注：旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大器增益

最大。

四、 实验步骤

1.了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结

构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上可以上、下、前、后、左、右调节。

2.将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（—）以及“地”短接。将差动

放大器的输出端与F/V表的输入接口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增

益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮，使F/V表显示为零，关闭主、副电源。

3.根据上图（1）接线。R1，R2、R3为电桥单元固定电阻；Rx为应变片。将稳压电源的

切换开关置±4V档，F/V表置20V档，调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。

4.将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平行梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调

节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。

5.往上或往下旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下F/V表显示的值。建议每旋动测

微头一周即△X=0.5mm记一个数值填入下表，根据所测得的结果找出它们之间的内在关系。

X (mm)

Y(mV)

X (mm)

Y(mV)

五、 实验结果处理与分析

1.按照一元线性回归法，求Y对X的线性回归方程

2.确定回归方程的显著水平α和残余标准差σ；

3.用MATLab软件处理测量数据，并将传感器试验曲线与回归曲线同时绘制在一个坐标图

上。

六、 思考题

1.分析实验数据不在同一直线（拟合直线）上的原因。

2.观察测量数据间是否存在非线性因素的影响，分析其产生的原因，并提出提高回归分析

精度的途径与措施。