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仪器精度理论-4.1仪器工艺误差

来源:  | 作者: | 更新时间:2019年11月21日 17:40 | 阅读:

4.1仪器工艺误差

主讲人:禹静

对于仪器工艺误差而言,只有少数情况下可以采用建模方法进行误差分析,多数情况下还是要依赖实验方法确定误差大小,主要是因为目前科技水平的制约,对误差的现象或性质了解得还不够清楚。对我们来说,一个重要的任务就是加深对所研究对象的认识,逐步将不能用模型解决的问题转化为可以用模型来分析,若能继续从中抽取出通用性的模型则更有意义,可以用来指导一类相似情况的误差分析。因此,我们要首先掌握现已成熟的建模分析的方法,并在此基础上尽量拓展其应用领域。对于能用建模方法对误差进行分析者,尽量采用模型分析方法,这样的情况在以往的研究中已得到较好的进展。

对不能采用模型分析的工艺误差,也要尽可能对误差进行分析,以达到逐步减小误差的目的。可以说,即使对误差情况一无所知也不要放弃,总能找到合适的途径,而这时往往是处于可以获得较大突破进展的临界状态。不论是那种情况,都存在分析误差源、求解(或实验获得)误差值、对误差进行合成获得总误差(或测量不确定度)的步骤。下面就对这两种情况对应的误差分析方法进行介绍。

一、分析误差源

组成仪器的所有零件上的所有要素都存在误差,但能构成对仪器示值误差发生影响的零件称为作用件。作用件上能对仪器示值误差产生影响的误差称为原始误差,这些都是误差源。分析误差源时一定要认真、细心,必要时要设计一些相关的实验来对误差的来源进行揭示和判断。总之,对误差源的分析一定要准确,只有这样才能保证后续的工作具有可靠性和可信性。

二、确定或获得误差分量

对一台具体的仪器而言,影响测量结果的因素可能很多,而每一个因素都可能成为一个误差分量。在这个环节中就是要对各误差分量进行确定,当然是越精确越好。

1. 传递系数方法

传递系数也称传动比,用来表示某项原始误差对仪器示值误差的影响程度,是该项原始误差与仪器示值之间的比例系数。传递系数与该项原始误差的乘积即为该原始误差折算到仪器示值误差的当量值。凡是能用传递系数求解误差分量的情况都是能建立起数学模型的情况。因此,要通过各种方法建立起数学模型。对限于目前科学技术水平尚不能建立或根本无法建立数学模型的情况,目前只能采用实验的方法求出误差分量的大小。

求解传递系数要用仪器的传动方程,所以,一定是具有传动方程的情况下才能应用该方法。首要的工作是建立传动方程。求解传递系数的过程并不复杂,就是应用求偏导数的方法。后边会有具体的例子。

2. 实验法

凡暂时不能建立传动方程的仪器都要用实验法确定各分量误差的性质和大小,再逐步深入研究建立数学模型。

三、进行仪器误差的合成

不论用何种方法获得的误差分量,都要进行误差合成,以完成对仪器总的不确定度的估计。应根据各项原始误差的性质及分布规律来确定合成方法。


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