提高測量準確度的新突破 (2006-04-04)
發布時間:2007-12-04
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一臺10噸的電子萬能拉力機,在測力點放上1.96N的砝碼,拉力機顯示1.96N,在測力點放上19.6N的砝碼,拉力機顯示19.6N,在測力點上放49N的砝碼,拉力機顯示49N。……。有這樣的拉力機嗎?目前無論國內或是國外,確實還沒有廠家生產出這樣高精度的拉力機,這是一臺原來為1.0級(允許誤差為1%)的電子萬能試驗機運用新技術改造過來的,將該技術運用于原為0.1級(允許誤差為1℃)的數顯溫度表,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。達到了0.01級的準確度。該技術現已獲得國家發明專利。
該技術的主要特點是:
1、能在全量程范圍內任意校驗修正點,除變動誤差外,其余誤差依照標準修正到接近或等于零,在任意非校驗修正點,也能達到理想的精度如上面所述的100000N (10噸)拉力機,用3000N (300公斤力)的數顯測力標準,檢查3000N范圍內,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,該設備的分辨率為1.78N,當測量值剛好在分辨率的中間時,拉力機可能顯示上一個碼,也可能顯示下一個碼,這樣就有0.89N的誤差,因此由于設備的原因所引起的誤差只有0.21N,而一般10噸的拉力機在3000N內是沒有精度要求的。因此該技術特別適用于高精度的計量標準和非線性誤差很大的測量設備,如化學分析中的測定化學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重的非線性關系,如不把非線性誤差修正,就不能準確地測量,目前使用的辦法是,在每次測量前,要用標準試樣先測一次,然后用標準試樣的數據來修正測量值。如果使用該項技術,就可以把非線性誤差全部修正。測量前可以不帶標準校正,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,當測量值快速變化時,又沒有延時效應,因此特別適合于需要快速反應的測量設備的抗干擾濾波。
3、對硬件只作簡單的變動,就能提高其穩定性。有的企業在仿制別人的設備時,其結構和別人的一樣,就是性能不如人家的產品,就是因為有的技術沒有掌握,我在CMT5504電子萬能試驗機上使用該技術后,使原來跳動為4個碼減少為2個碼,但該技術對不同的硬件,使用的效果可能會不一樣。
4、使用該項技術,無須增加成本,只對硬件作簡單的變動,和修改軟件就能達到目的。
5、改造后的準確度能保持長期穩定,前面所述的拉力機改造后3年多,現保持精度不變,溫度表一年后再校同樣能達到相同的精度。能保持長期不變的原因是,首先是提高了硬件的穩定性,其次是數字修正和數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里輸入校驗值,再給儀表輸入標準信號,其余的校驗、記錄、修正和打印過程,計算機自動完成,由于對任意點的修正不會引起其他修正點的數據改變,因此,可一次性地完成修正過程,能大幅度縮短測量設備的校驗修正時間。
該技術的適用范圍:硬件技術能適用所有的設備,但對不同的硬件,方法有所區別。軟件需要帶單片機或計算機的測量設備。
本人認為,該技術可能對國防建設在某些領域有一定的參考作用,因此愿意將該專利技術和其中的保密技術無賞提供給國防建設單位,并提供已有的應用軟件和應用經驗。
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