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仪器校准校正,选取光路减小系统误差

作者:        发布日期:2019-09-29        点击量:81

仪器校准校正,选取光路减小系统误差


仪器校准校正,选取光路减小系统误差         
       热轧钢板生产线上用的激光测厚仪,是几个年轻人的研制项目。负责人请我审查方案,我提出两点:1 误差分析结果,必须简化,要能提出对加工的具体要求;
2 钢板倾斜误差是正切关系,小角度正切近似等于弧度,此项误差等于倾斜弧度,误差过大。这第二点,使方案不能成立。
       经过几天的琢磨,我提出改进办法。倒换一下光路,将“斜入射、垂直检测”改为“垂直入射、斜检测”,于是,钢板倾斜误差,由正切变为余弦与1之差,而小角度的余弦等于1减弧度的平方,则此项误差变成弧度的平方。
弧度是百分之几,弧度平方是万分之几,这样,该项误差就可略了。计量校准在规定条件下,为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具或标准物质所代表的值与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。此机后来正规生产,并有出口。
       这里还有一点,体现误差分析的作用(role)。美国人的方案(plan),鉴于横梁的温度效应将引入测量误差,于是用温度系数小的石英制作横梁。我的误差分析结果是,横梁与立柱的误差符号相反,用同样的材料(铸铁(cast iron))二者误差有相互抵消作用。
美国的方案,顾了横梁而忘了立柱(因强度(strength)问题,立柱不能用石英材料),横梁用石英材料,代价高、不结实,又破坏了误差的抵消作用。
       我们的方案,牢固、成本低、误差小。美国的报价是本机售价的5倍。
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       5.5 验证误差公式的外推法       
       误差公式是靠误差分析推导出来的。误差公式应该经过实验(experiment)证明。
       由于误差量通常很小,而测量(cè liáng)仪器的分辨力有限,误差公式通常不能直接测量证明。外推法的要点是故意设置(set up)误差项的数值,达原值的几十倍到几百倍,就可用通常的较精密的仪器判别了。
       在推导矢量网络分析(Analyse)仪(核心是双定向耦合(Coupling)器)的全解时,我发现:理论上信号源的反射不引入反射系数的测量误差。
而美国的矢量网络分析仪有“信号源反射误差”项,等于信号源反射与被测反射系数的乘积(这对单定向耦合器反射计是对的)。
       我的理论分析(Analyse)结论,是矢量网络分析仪的信号源反射不引入测量误差。计量校准计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。或者说是以实现单位统一、量值准确可靠为目的的测量。 它涉及整个测量领域,并按法律规定,对测量起着指导、监督、保证作用。这与国际上的认识相反。谁对谁错,必须用实验来判别。
       做实验的方法是夸张信号源的反射系数。通常的信号源反射系数为小于0。05,直接测量,鉴别力低。
我用一段铜丝缠在一个同轴线接头上,使产生0.3的反射并测准。先用正常信号源(反射小于0.02),测一滑动反射体,得反射系数r(A);将反射系数为0.3的接头接在信号源出口处(等效信号源反射系数为0.3),再测那个滑动反射体,得反射系数r(B)。
实验结果是r(A)与r(B)相等,证明对矢量网络分析仪来说,没有“信号源反射”这项误差。

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