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德國(guó)SICK傳感器的測(cè)量不確定度的相關(guān)內(nèi)容

2018-10-29 15:21:41

    德國(guó)SICK傳感器的測(cè)量不確定度的相關(guān)內(nèi)容

    德國(guó)SICK傳感器由于測(cè)量誤差客觀存在,故測(cè)量結(jié)果在不同程度上偏離真值,而真值或約定真但是不可知的。因此,誤差和誤差分析的方法,并不是在所有測(cè)量場(chǎng)合都容易做到定量或便于操作.特別是在測(cè)量精度要求越來(lái)越高的情況下,被測(cè)量定義自身的不完全,以及所取樣本的代表性問(wèn)題,均無(wú)法計(jì)入誤差之中。

    所以,人們一直在追求以某種較佳方式估計(jì)被測(cè)旦的值,并客觀評(píng)價(jià)其測(cè)量的質(zhì)量程度,即測(cè)量精度。然而,測(cè)量精度的含義一直是含混不清的。測(cè)量不確定度才是表征測(cè)量結(jié)果的—個(gè)容易定量,且便于操作。它的大小決定了測(cè)量結(jié)果的使用價(jià)值。測(cè)量不確定度越小,測(cè)量結(jié)果越接近真值,其質(zhì)量越高,使用價(jià)值也越高;反之,測(cè)量不確定度越大,測(cè)量結(jié)果越偏離真值,其質(zhì)量越,使用價(jià)值也越。

    因此,當(dāng)給出測(cè)量結(jié)果附有不確定度的說(shuō)明時(shí),才是完整和有意義的。測(cè)量不確定度正確評(píng)定v不確定度評(píng)定過(guò)大,會(huì)因測(cè)量質(zhì)量不高而需要再投資,造成浪費(fèi);測(cè)量不確定度評(píng)定過(guò)小,則會(huì)對(duì)和科學(xué)研究工作造成危害。稱重傳感器的測(cè)量不確定度的相關(guān)內(nèi)容都有哪些?

    1.德國(guó)SICK傳感器測(cè)量不確定度的含義:測(cè)量不確定度是指測(cè)量結(jié)果變化的不肯定程度,是表征被測(cè)量真值在某個(gè)量值范圍內(nèi)的一個(gè)估計(jì),是測(cè)量結(jié)果含有的一個(gè)參數(shù),用以表示被測(cè)量的分散性。

    德國(guó)SICK傳感器因此一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)果應(yīng)包含被測(cè)量值的估計(jì)與分散性參數(shù)兩部分。被測(cè)量Y的測(cè)量結(jié)果應(yīng)表示為Y=y(tǒng)±u。其中y是被測(cè)量的估計(jì),它可以采用若干觀測(cè)值中的一個(gè),也可采用這些觀測(cè)值的平均值。y具有測(cè)量不確定度u,可見(jiàn)測(cè)量結(jié)果并非一個(gè)確定值。而是包含分散的無(wú)數(shù)個(gè)可能值所處的一個(gè)區(qū)間。測(cè)量不確定度正是這個(gè)區(qū)間的度量。

    2、引起測(cè)量結(jié)果不確定的原因是多方面的:測(cè)量定義、測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量操作(例如讀數(shù))、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和引用數(shù)據(jù)等都會(huì)引起測(cè)量不確定度。其中測(cè)量系統(tǒng)是一個(gè)重要方面。由于測(cè)量系統(tǒng)是由若干測(cè)量?jī)x器組成,測(cè)量過(guò)程受到各種岡素的影響,測(cè)量結(jié)果也往往是內(nèi)許多直接結(jié)果合成的.因此測(cè)量不確定度有多個(gè)分量。求出測(cè)量不確定度的大小稱為測(cè)量不確定度的評(píng)定。不論分量來(lái)源如何,評(píng)定方法可分為兩大類:A類和B類。通過(guò)對(duì)一系列的觀測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析評(píng)定不確定度稱為A類評(píng)定;不經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,而基于經(jīng)驗(yàn)或其他信息所認(rèn)定的概率分布評(píng)定不確定度稱為B類評(píng)定。兩類評(píng)定具有同等價(jià)值。

    3、測(cè)量不確定廢的評(píng)定:用標(biāo)準(zhǔn)差表征的不確定度稱為標(biāo)推不確定度均是標(biāo)準(zhǔn)不確定度分旦,用ui表示。

    4、自由度及其確定:自由度定量地表征了不確定度評(píng)定的質(zhì)量。它來(lái)源于方差運(yùn)算,若某量等于若干項(xiàng)變量之和,則該量的白由度等于和的項(xiàng)數(shù)減去對(duì)和的限**數(shù)。

    因此,n個(gè)獨(dú)立觀測(cè)值方差的自由度為n—1。由于不確定度具有標(biāo)準(zhǔn)差的含義,因此每個(gè)不確定度都對(duì)應(yīng)一個(gè)自由度,記作v。自由度越大,表示不確定度的評(píng)定結(jié)果越可信,評(píng)定質(zhì)量越高。不確定度的自由度等于不確定度計(jì)算表達(dá)式中總和所包括的項(xiàng)數(shù)減去各項(xiàng)之間存在的約束條件數(shù);合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度又稱為有效自由度。不確定度評(píng)定中自由度有三個(gè)作用:表明不確定度數(shù)值的可信程度,確定包含因子A和參與計(jì)算有效自由度。所以給出測(cè)量不確定度的同時(shí)應(yīng)給出自由度。

    通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí),與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大,有利于信號(hào)處理。但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會(huì)被放大系統(tǒng)放大,影響測(cè)量精度。因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少?gòu)耐饨缫氲膹S擾信號(hào)。

    傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量,而且對(duì)其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測(cè)量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

    頻率響應(yīng)特性

    德國(guó)SICK傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件,實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好。

    德國(guó)SICK傳感器的頻率響應(yīng)高,可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較。

    在動(dòng)態(tài)測(cè)量中,應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過(guò)火的誤差。

    線性范圍

    德國(guó)SICK傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí),當(dāng)傳感器的種類確定以后要看其量程是否滿足要求。

    但實(shí)際上,任何德國(guó)SICK傳感器都不能的線性,其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較時(shí),在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會(huì)給測(cè)量帶來(lái)的方便。

    穩(wěn)定性

    德國(guó)SICK傳感器使用一段時(shí)間后,其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境。因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

    在選擇德國(guó)SICK傳感器之前,應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。

    德國(guó)SICK傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo),在過(guò)使用期后,在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定,以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。

    德國(guó)SICK傳感器在某些要求傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格,要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。


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