[转帖]提高测量准确度的新突破

吉祥

一台10吨的电子万能拉力机，在测力点放上1.96N的砝码，拉力机显示1.96N，在测力点放上19.6N的砝码，拉力机显示19.6N，在测力点上放49N的砝码，拉力机显示49N。……。有这样的拉力机吗？目前无论国内或是国外，确实还没有厂家生产出这样高精度的拉力机，这是一台原来为1.0级（允许误差为1%）的电子万能试验机运用新技术改造过来的，将该技术运用于原为0.1级（允许误差为1℃）的数显温度表，2002年10月校验300~900℃，共8个点，只有1个点的误差为0.1℃，其余各点的误差为零，2003年再次校验，只有两个点的误差为0.1℃，其余各点的误差为零。达到了0.01级的准确度。该技术现已获得国家发明专利。
   
    该技术的主要特点是：
   
    1、能在全量程范围内任意校验修正点，除变动误差外，其余误差依照标准修正到接近或等于零，在任意非校验修正点，也能达到理想的精度如上面所述的100000N （10吨）拉力机，用3000N （300公斤力）的数显测力标准，检查3000N范围内，任意点的测量误差，其最大误差只有1.1N，引起该误差的原因是，该设备的分辨率为1.78N，当测量值刚好在分辨率的中间时，拉力机可能显示上一个码，也可能显示下一个码，这样就有0.89N的误差，因此由于设备的原因所引起的误差只有0.21N，而一般10吨的拉力机在3000N内是没有精度要求的。因此该技术特别适用于高精度的计量标准和非线性误差很大的测量设备，如化学分析中的测定化学元素含量的光谱分析仪，其元素的含量和传感器的光电量成严重的非线性关系，如不把非线性误差修正，就不能准确地测量，目前使用的办法是，在每次测量前，要用标准试样先测一次，然后用标准试样的数据来修正测量值。如果使用该项技术，就可以把非线性误差全部修正。测量前可以不带标准校正，而象其他仪表一样，按周期校验就可以了。
   
    2、能自动识别正常信号，变动信号和粗大干扰信号，能清除非正常信号的影响，当测量值快速变化时，又没有延时效应，因此特别适合于需要快速反应的测量设备的抗干扰滤波。
   
    3、对硬件只作简单的变动，就能提高其稳定性。有的企业在仿制别人的设备时，其结构和别人的一样，就是性能不如人家的产品，就是因为有的技术没有掌握，我在CMT5504电子万能试验机上使用该技术后，使原来跳动为4个码减少为2个码，但该技术对不同的硬件，使用的效果可能会不一样。
   
    4、使用该项技术，无须增加成本，只对硬件作简单的变动，和修改软件就能达到目的。
   
    5、改造后的准确度能保持长期稳定，前面所述的拉力机改造后3年多，现保持精度不变，温度表一年后再校同样能达到相同的精度。能保持长期不变的原因是，首先是提高了硬件的稳定性，其次是数字修正和数字滤波能长期保持不变。
   
    6、使校验修正过程变得简单方便，校验者只要向计算机里输入校验值，再给仪表输入标准信号，其余的校验、记录、修正和打印过程，计算机自动完成，由于对任意点的修正不会引起其他修正点的数据改变，因此，可一次性地完成修正过程，能大幅度缩短测量设备的校验修正时间。
   
    该技术的适用范围：硬件技术能适用所有的设备，但对不同的硬件，方法有所区别。软件需要带单片机或计算机的测量设备。