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- Title
Effiziente Parameterschätzung impedanzbasierter Sensoren durch lokale, lineare Transformation Efficient parameter estimation of impedance-based sensors by local, linear transformation.
- Authors
Wendler, Frank; Büschel, Paul; Kanoun, Olfa
- Abstract
In diesem Beitrag wird der Ansatz zur Auswertung von spektralen Datensätzen durch eine lineare Transformation vorgestellt. Ziel dieser Transformation ist die effiziente Bestimmung eines Eingangsparameters des Sensors, um einen zuvor definierten Arbeitspunkt, unabhängig von weiteren im Datensatz repräsentierten Eingangsparametern. Die Ersparnis an Rechenzeit und Rechenleistung bei vergleichbaren Ergebnissen - gegenüber der sonst üblichen nichtlinearen Regression - ist besonders bei rechnenintensiven Modellen und leistungsschwacher Hardware, wie beispielsweise in Embedded-Anwendungen, vorteilhaft. Die Parametrierung der linearen Abbildung durch das Ausgangskennlinienfeld selbst erlaubt die Berechnung der Eingangsparameter ohne explizite Kenntnis der Modellgleichung. Alle Prozessschritte wie Datenauswahl, Bestimmung der linearen Koeffizienten und Anwendung der Transformation werden erläutert und an einem Beispiel für zwei Parameter demonstriert. Die Ergebnisse der Parameterschätzungen werden anschließend mit verwendeten Eingangsparametersätzen verglichen und diskutiert. By using multiple frequency excitation, sensors can be used to measure multiple quantities in one process, if different effects can be separated due to their different spectral behavior. A common evaluation method is the model-based approach together with complex nonlinear least-square regression of the spectral data with a suitable model to determine the model parameters. The required detailed knowledge of the model can be a problem for real systems with many influencing factors. This leads to models with many parameters and high computational effort for the parameter estimation, which is difficult to afford in embedded applications like smart sensors. The analysis method presented in this paper is aimed to provide comparable results with minimal computational effort. The approach is based on the linear preprocessing of the tasselled cap algorithm for spectral data sets and is improved with sensitivity analysis techniques. The sensitivity-based approach allows an evaluation of the characteristic behavior of an impedance-related measurand without explicit knowledge of the model equation. The entire signal processing is demonstrated and discussed in this contribution using an analytical model as example.
- Publication
Technisches Messen, 2014, Vol 81, Issue 9, p450
- ISSN
0171-8096
- Publication type
Article
- DOI
10.1515/teme-2014-1041