提高測量準(zhǔn)確度的新突破 (2006-04-04)
發(fā)布時間:2007-12-04
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一臺10噸的電子萬能拉力機(jī),在測力點放上1.96N的砝碼,拉力機(jī)顯示1.96N,在測力點放上19.6N的砝碼,拉力機(jī)顯示19.6N,在測力點上放49N的砝碼,拉力機(jī)顯示49N。……。有這樣的拉力機(jī)嗎?目前無論國內(nèi)或是國外,確實還沒有廠家生產(chǎn)出這樣高精度的拉力機(jī),這是一臺原來為1.0級(允許誤差為1%)的電子萬能試驗機(jī)運(yùn)用新技術(shù)改造過來的,將該技術(shù)運(yùn)用于原為0.1級(允許誤差為1℃)的數(shù)顯溫度表,2002年10月校驗300~900℃,共8個點,只有1個點的誤差為0.1℃,其余各點的誤差為零,2003年再次校驗,只有兩個點的誤差為0.1℃,其余各點的誤差為零。達(dá)到了0.01級的準(zhǔn)確度。該技術(shù)現(xiàn)已獲得國家發(fā)明專利。
該技術(shù)的主要特點是:
1、能在全量程范圍內(nèi)任意校驗修正點,除變動誤差外,其余誤差依照標(biāo)準(zhǔn)修正到接近或等于零,在任意非校驗修正點,也能達(dá)到理想的精度如上面所述的100000N (10噸)拉力機(jī),用3000N (300公斤力)的數(shù)顯測力標(biāo)準(zhǔn),檢查3000N范圍內(nèi),任意點的測量誤差,其最大誤差只有1.1N,引起該誤差的原因是,該設(shè)備的分辨率為1.78N,當(dāng)測量值剛好在分辨率的中間時,拉力機(jī)可能顯示上一個碼,也可能顯示下一個碼,這樣就有0.89N的誤差,因此由于設(shè)備的原因所引起的誤差只有0.21N,而一般10噸的拉力機(jī)在3000N內(nèi)是沒有精度要求的。因此該技術(shù)特別適用于高精度的計量標(biāo)準(zhǔn)和非線性誤差很大的測量設(shè)備,如化學(xué)分析中的測定化學(xué)元素含量的光譜分析儀,其元素的含量和傳感器的光電量成嚴(yán)重的非線性關(guān)系,如不把非線性誤差修正,就不能準(zhǔn)確地測量,目前使用的辦法是,在每次測量前,要用標(biāo)準(zhǔn)試樣先測一次,然后用標(biāo)準(zhǔn)試樣的數(shù)據(jù)來修正測量值。如果使用該項技術(shù),就可以把非線性誤差全部修正。測量前可以不帶標(biāo)準(zhǔn)校正,而象其他儀表一樣,按周期校驗就可以了。
2、能自動識別正常信號,變動信號和粗大干擾信號,能清除非正常信號的影響,當(dāng)測量值快速變化時,又沒有延時效應(yīng),因此特別適合于需要快速反應(yīng)的測量設(shè)備的抗干擾濾波。
3、對硬件只作簡單的變動,就能提高其穩(wěn)定性。有的企業(yè)在仿制別人的設(shè)備時,其結(jié)構(gòu)和別人的一樣,就是性能不如人家的產(chǎn)品,就是因為有的技術(shù)沒有掌握,我在CMT5504電子萬能試驗機(jī)上使用該技術(shù)后,使原來跳動為4個碼減少為2個碼,但該技術(shù)對不同的硬件,使用的效果可能會不一樣。
4、使用該項技術(shù),無須增加成本,只對硬件作簡單的變動,和修改軟件就能達(dá)到目的。
5、改造后的準(zhǔn)確度能保持長期穩(wěn)定,前面所述的拉力機(jī)改造后3年多,現(xiàn)保持精度不變,溫度表一年后再校同樣能達(dá)到相同的精度。能保持長期不變的原因是,首先是提高了硬件的穩(wěn)定性,其次是數(shù)字修正和數(shù)字濾波能長期保持不變。
6、使校驗修正過程變得簡單方便,校驗者只要向計算機(jī)里輸入校驗值,再給儀表輸入標(biāo)準(zhǔn)信號,其余的校驗、記錄、修正和打印過程,計算機(jī)自動完成,由于對任意點的修正不會引起其他修正點的數(shù)據(jù)改變,因此,可一次性地完成修正過程,能大幅度縮短測量設(shè)備的校驗修正時間。
該技術(shù)的適用范圍:硬件技術(shù)能適用所有的設(shè)備,但對不同的硬件,方法有所區(qū)別。軟件需要帶單片機(jī)或計算機(jī)的測量設(shè)備。
本人認(rèn)為,該技術(shù)可能對國防建設(shè)在某些領(lǐng)域有一定的參考作用,因此愿意將該專利技術(shù)和其中的保密技術(shù)無賞提供給國防建設(shè)單位,并提供已有的應(yīng)用軟件和應(yīng)用經(jīng)驗。
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