ZrO-,2-濕度傳感器濕滯和溫漂特性改善研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于納米材料的半導(dǎo)體濕度傳感器表現(xiàn)出的溫度漂移、濕滯、非線性等問(wèn)題嚴(yán)重影響了傳感器的測(cè)量精度。因此，對(duì)濕度傳感器輸出特性的改善尤其重要，特別是要實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量。
　　 實(shí)驗(yàn)采用了高吸附性的單斜晶型的ZrO2納米材料制作了濕敏元件并測(cè)試了元件的濕敏特性。結(jié)果表明元件對(duì)濕度響應(yīng)較好。在相對(duì)濕度11％RH～98％RH范圍內(nèi)，元件的電阻變化了四個(gè)數(shù)量級(jí)。測(cè)試頻率在500 Hz～5 KHz范圍內(nèi)，有較好的線性度。結(jié)合濕敏元件設(shè)計(jì)了濕度測(cè)

2、量電路。在不同濕度環(huán)境下，測(cè)得了溫度特性和濕滯特性的樣本數(shù)據(jù)。
　　 用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)解決傳感器的溫度漂移和濕滯問(wèn)題。通過(guò)比較不同隱層神經(jīng)元個(gè)數(shù)和不同學(xué)習(xí)算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確定了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易陷入局部極小值，訓(xùn)練速度慢等缺點(diǎn)，將遺傳算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)。并用RBF網(wǎng)絡(luò)與BP網(wǎng)絡(luò)及其改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，結(jié)果表明RBF在逼近能力、學(xué)習(xí)速度、網(wǎng)絡(luò)魯棒性等方面均優(yōu)于BP網(wǎng)絡(luò)。
　

3、　 基于FPGA實(shí)現(xiàn)了濕滯補(bǔ)償?shù)腂P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、溫度補(bǔ)償?shù)腂P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和濕滯補(bǔ)償?shù)腞BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、溫度補(bǔ)償?shù)腞BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，為了發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并行優(yōu)勢(shì)，輸入層經(jīng)隱層到輸出層采用并行運(yùn)算的連接方式，并且通過(guò)設(shè)置控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)了濕滯補(bǔ)償?shù)腂P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和溫度補(bǔ)償?shù)腂P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的資源復(fù)用。在實(shí)現(xiàn)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，由于隱層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)比較多，為了節(jié)省FPGA的資源則用了串行連接的方式，但是這樣卻增加了完成網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的