基于支持向量机的光寻址电位传感器温度补偿研究
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作者:
作者单位:

(1.桂林电子科技大学 生命与环境科学学院,广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 信息科学实验中心,广西 桂林,541004; 2.西北工业大学 电子信息学院,陕西 西安 710072)

作者简介:

梁晋涛(1970-),男,博士,教授,主要从事生物医学传感 与智能仪器,微机电系统方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(21265003,1)、广西自动检测技术与仪器重 点实验基金(YQ15113)和桂林电子科技大学研究生科研创新(YJCXS201562)资助项目 (1.桂林电子科技大学 生命与环境科学学院,广西自动检测技术与仪器重点实验室,广西 信息科学实验中心,广西 桂林,541004; 2.西北工业大学 电子信息学院,陕西 西安 710072)


Temperature compensation of light addressable potentiometric sensor based on support vector machine
Author:
Affiliation:

(1.Guangxi Key Laboratory of Automatic Detecting Technology and Instruments,Guangxi Experiment Ce nter of Information Science,School of Life and Environmental Sciences,Guilin Uni versity of Electronic Technology,Guilin 541004,China; 2.School of Electronics a nd Information,Northwestern Polytechnical University,Xi′an 710072,China)

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    摘要:

    针对光寻址电位传感器(LAPS,light addressable potentiometric sensor)测量精度易受温度 影响的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的LAPS温度补偿方法。根据在多温度条件下LAP S传感 器对缓冲液pH的实测数据,利用SVM建立LAPS温度补偿模型,通 过核函数把LAPS输出饱和光电流与温度间的非线性关系映射到高维特征空间,在高维空间中 用线性回归实 现该映射的非线性处理,对LAPS的温度特性进行非线性逼近,补偿温度对LAPS输出的影响。 实验结果表 明,在(20±1)、(20±2)和(20±5) ℃温度变化情况下,经过温度补偿后LAPS系统输出 pH的标准偏差 分别为补偿前的1/3、1/4和1/6,均小于0.05pH,LAPS 温度补偿算法可以明显补偿温度影响,提高LAPS的测量精度。

    Abstract:

    Aiming at the problem that the measurement accuracy of light addressab le potentiometric sensor (LAPS) is sensitive to temperature,a kind of temperat ure compensation method for LAPS is put forward in our study based on support vector machine (SV M).According to the measured data of the pH values of phosphate buffer saline in various temp erature conditions, the temperature compensation model of LAPS is established.The SVM classifies t he data by mapping non-linear relationship between the output saturation photocurrent and the temp erature to the high-dimensional space using kernel function,and the nonlinear learning proble m is transformed to linear learning problem in the high-dimensional space.The kernel method cou ld efficiently approximate the nonlinear temperature features of LAPS and improve the optimiza tion of the example temperature features.The experimental results show that in the case o f (20±1) ℃, (20±2) ℃ and (20±5) ℃,the standard deviation of the pH value in LAPS system output after temperature compensation declines to one-third,one-sixth and one-fourth of th e original value,respectively.The standard deviation of the pH value is less than 0.05pH using the temperature compensation model for LAPS.The temperature compensation model for LAPS could effectively reduce the influence of temperature and significantly improve the mea sureme nt accuracy of LAPS.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

邱恒明,陈东,李桂银,黄勇,陈真诚,梁晋涛.基于支持向量机的光寻址电位传感器温度补偿研究[J].光电子激光,2015,26(12):2272~2277

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  • 收稿日期:2015-09-22
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  • 在线发布日期: 2016-02-29
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