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年第卷第期传感器与微系统（）

２０２５４４２ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ７７

：—（）——

ＤＯＩ１０．１３８７３／Ｊ．１０００９７８７２０２５０２００７７０５



一种新型角度传感器及其非线性补偿技术

颜昌沁，张靖，万璞，杨德升，李鑫，刘音序

（昭通学院物理与信息工程学院，云南昭通６５７０００）

摘要：为了解决传统电阻式、磁式等角度传感器存在磨损严重、易受电磁干扰的问题，设计了一种基于

激光光斑图像识别的角度传感器，采用灰度重心法计算出光斑的中心点像素坐标，根据光斑中心点像素坐

标来计算当前输入的角度值。采用傅里叶曲线拟合法，将中心点像素坐标和输入角度值拟合成一条平滑

的曲线。并采用改进的反向传播（）神经网络算法对输入、输出曲线存在的非线性进行补偿。实验结果

ＢＰ

１．０１７１．０６９

表明：进行非线性补偿后的角度传感器的非线性误差为，降低了。其迟滞性、灵敏度、分辨率

和平均测量误差分别为、（）、像素（）和。

±２．６５％２．４２８／°２５６０／°０．６°

关键词：角度传感器；灰度重心法；傅里叶曲线拟合；反向传播神经网络；非线性补偿

中图分类号：；文献标识码：文章编号：—（）——

ＴＰ２１２Ｏ４３９Ａ１０００９７８７２０２５０２００７７０５

Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆａｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒａｎｄｉｔｓｎｏｎｌｉｎｅａｒ

ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＹＡＮＣｈａｎｇｑｉｎ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｇ，ＷＡＮＰｕ，ＹＡＮＧＤｅｓｈｅｎｇ，ＬＩＸｉｎ，ＬＩＵＹｉｎｘｕ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｏｔｏｎｇ６５７０００，Ｃｈｉｎａ）

：

ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｅｒｉｏｕｓｗｅａｒａｎｄｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙｔｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆ

ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒｅｓｉｓｔｉｖｅａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃａｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎａｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｌａｓｅｒｓｐｏｔｉｍａｇｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，

ａｎｄｔｈｅｐｉｘｅｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｏｆｔｈｅｃｅｎｔｅｒｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｓｐｏｔａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｇｒａｙｃｅｎｔｅｒｏｆｇｒａｖｉｔｙｍｅｔｈｏｄ，

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