智能测控技术

智能测控技术

智能测控技术 ——通常把智能仪器中由微机系统完成的技术称为智能技术，在测控中所用到的智能技术包括自动校正、标度变换、非线性校正、数字滤波、PID控制等。

测量误差简述：

无论多么精密的仪器，在测量过程中总会出现误差，只是误差的大小不同而已，因此可以用误差来反映出仪器的测量精度。

误差——分为：1绝对误差 2相对误差 3引用误差 最大引用误差

1、绝对误差——绝对误差是指仪表的指示值（或叫测量值）X与被测量值的真值X0之间的代数差值，称为仪表的绝对误差，用符号Δ表示 XX0

2、相对误差——相对误差是绝对误差与真值之比，通常用百分数表示，相对误差δ为： XX0100%100% X0X0例如：

对一个1000℃的测量值，1℃的绝对误差是很小的，可以忽略不计，但对一个5℃的测量值，1℃的绝对误差是必须考虑的，用相对误差来描述的话，前者的相对误差为0.1%，后者相对误差为20%，可以更好地说明测量的精确度。

3、引用误差

（1）引用误差是指仪器仪表指示值的绝对误差Δ与仪器仪表的满量程L之比的百分数，用q表示：

（2）引用误差q用满量程L（最大指示值）作为分母统一比较。

（3）仪器在不同测量范围有不同的引用误差。

4、最大引用误差——在规定的条件下，当被测量值平稳地增加和减少时，测出仪器仪表的全量程范围内全部指示值的引用误差（实际中可能是抽主要的点），其中最大值称为仪器的最大引用误差，用符号qmax表示。 XX0maxmax qmax100%100%LL

 最大引用误差是表示仪器仪表测量精度的主要形式，有时称为仪器仪表的基本误差。

再回到相对误差的概念，得到用仪器仪表进行测量的两条准则：

1. 如果已知待测量值的范围，则选用仪器仪表时最大量程范围要接近测量值的范围上

限。

2. 测量时要选择适当的量程，在满量程的二分之一到三分之二处读数。

非线性刻度的仪表其示值相对误差不能用上述方式计算。例如，对于万用表电阻档，当指示值Rx=中心值(R0)时，测量误差最小。因此，为了减小误差，一般以指针在中心电阻值的0.2～2.5倍之间为宜。

我国国家标准规定：

 电压表和电流表的精度等级分0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、

5.0等十一级；

 功率表和无功功率表的精度等级分0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、

3.5等十级；

 频率表的精度等级分0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、5.0等十

一级。

 这里的0.1级表示最大引用误差为0.1%。

课堂讨论：

某一温度测量仪器给出：测温范围：-55℃~120℃,精度0.1℃ 什么误差？表示什么？ 某一温度测量仪器给出：测温范围：0℃~120℃什么误差？表示什么？

误差的性质和原因

按误差的性质和产生的原因误差分为：系统误差、随机误差、粗大误差

1、系统误差——在一定的条件下，多次重复测量同一变量时其误差的数值保持恒定或遵循某种变化规律，这种因测量仪器、测量原理、测量环境等原因引起的误差称为系统误差。 （系统误差可以根据其原因采取相应的校正措施 进行校正）

2、随机误差——

（1）随机误差是指在相同的条件对一个不变的量重复测量，其测量结果的误差时大时小，时正时负，大小和符号都是无规律的变化的误差。

（2）随机误差不能用实验的方法进行校正和消除。

（3）随机误差服从统计规律，具有正态分布的特性。

3、粗大误差——

 粗大误差是指在相同条件下多次重复测量同一量时，明显远离测量结果的误差，即

超出规定条件下的预期的误差。

 产生粗大误差（疏失误差）的测量值称为异常值。

系统误差的自动校正

仪器仪表的系统误差是可以通过硬件或软件进行消除或减小的，传统的精密仪器仪表通过复杂的硬件电路来做到这一点，而智能仪器却已设法通过很多软件程序或软硬件结合的方法来实现自动校正，因此在提高仪器精度和可靠性方面提高了一大步

自校零技术

 自校零技术又称零位补偿，是用来消除最常见的恒定或慢速变化的系统误差的方法。  由于实际电路中不可避免的一些原因，如接触电势，偏置电流，环境温度等，使得

输出信号的零位与输入信号的零位不一致带来测量的误差，这种现象引起的变化十分缓慢，在测量的时间段内认为是恒定不变的，因此可以通过软件进行校零。  仪器校零：

 切换S1接标准零点（或由高一级精度的仪器测量给出），求出传感器输出量UZ（电

压或电流，这里设为电压），微机系统获取零点的测量数据N0，

储存N0并在以后每次测量中减去N0：

NN测N0k(xx0)

智能测控技术

智能测控技术 ——通常把智能仪器中由微机系统完成的技术称为智能技术，在测控中所用到的智能技术包括自动校正、标度变换、非线性校正、数字滤波、PID控制等。

测量误差简述：

无论多么精密的仪器，在测量过程中总会出现误差，只是误差的大小不同而已，因此可以用误差来反映出仪器的测量精度。

误差——分为：1绝对误差 2相对误差 3引用误差 最大引用误差

1、绝对误差——绝对误差是指仪表的指示值（或叫测量值）X与被测量值的真值X0之间的代数差值，称为仪表的绝对误差，用符号Δ表示 XX0

2、相对误差——相对误差是绝对误差与真值之比，通常用百分数表示，相对误差δ为： XX0100%100% X0X0例如：

对一个1000℃的测量值，1℃的绝对误差是很小的，可以忽略不计，但对一个5℃的测量值，1℃的绝对误差是必须考虑的，用相对误差来描述的话，前者的相对误差为0.1%，后者相对误差为20%，可以更好地说明测量的精确度。

3、引用误差

（1）引用误差是指仪器仪表指示值的绝对误差Δ与仪器仪表的满量程L之比的百分数，用q表示：

（2）引用误差q用满量程L（最大指示值）作为分母统一比较。

（3）仪器在不同测量范围有不同的引用误差。

4、最大引用误差——在规定的条件下，当被测量值平稳地增加和减少时，测出仪器仪表的全量程范围内全部指示值的引用误差（实际中可能是抽主要的点），其中最大值称为仪器的最大引用误差，用符号qmax表示。 XX0maxmax qmax100%100%LL

 最大引用误差是表示仪器仪表测量精度的主要形式，有时称为仪器仪表的基本误差。

再回到相对误差的概念，得到用仪器仪表进行测量的两条准则：

1. 如果已知待测量值的范围，则选用仪器仪表时最大量程范围要接近测量值的范围上

限。

2. 测量时要选择适当的量程，在满量程的二分之一到三分之二处读数。

非线性刻度的仪表其示值相对误差不能用上述方式计算。例如，对于万用表电阻档，当指示值Rx=中心值(R0)时，测量误差最小。因此，为了减小误差，一般以指针在中心电阻值的0.2～2.5倍之间为宜。

我国国家标准规定：

 电压表和电流表的精度等级分0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、

5.0等十一级；

 功率表和无功功率表的精度等级分0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、

3.5等十级；

 频率表的精度等级分0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、5.0等十

一级。

 这里的0.1级表示最大引用误差为0.1%。

课堂讨论：

某一温度测量仪器给出：测温范围：-55℃~120℃,精度0.1℃ 什么误差？表示什么？ 某一温度测量仪器给出：测温范围：0℃~120℃什么误差？表示什么？

误差的性质和原因

按误差的性质和产生的原因误差分为：系统误差、随机误差、粗大误差

1、系统误差——在一定的条件下，多次重复测量同一变量时其误差的数值保持恒定或遵循某种变化规律，这种因测量仪器、测量原理、测量环境等原因引起的误差称为系统误差。 （系统误差可以根据其原因采取相应的校正措施 进行校正）

2、随机误差——

（1）随机误差是指在相同的条件对一个不变的量重复测量，其测量结果的误差时大时小，时正时负，大小和符号都是无规律的变化的误差。

（2）随机误差不能用实验的方法进行校正和消除。

（3）随机误差服从统计规律，具有正态分布的特性。

3、粗大误差——

 粗大误差是指在相同条件下多次重复测量同一量时，明显远离测量结果的误差，即

超出规定条件下的预期的误差。

 产生粗大误差（疏失误差）的测量值称为异常值。

系统误差的自动校正

仪器仪表的系统误差是可以通过硬件或软件进行消除或减小的，传统的精密仪器仪表通过复杂的硬件电路来做到这一点，而智能仪器却已设法通过很多软件程序或软硬件结合的方法来实现自动校正，因此在提高仪器精度和可靠性方面提高了一大步

自校零技术

 自校零技术又称零位补偿，是用来消除最常见的恒定或慢速变化的系统误差的方法。  由于实际电路中不可避免的一些原因，如接触电势，偏置电流，环境温度等，使得

输出信号的零位与输入信号的零位不一致带来测量的误差，这种现象引起的变化十分缓慢，在测量的时间段内认为是恒定不变的，因此可以通过软件进行校零。  仪器校零：

 切换S1接标准零点（或由高一级精度的仪器测量给出），求出传感器输出量UZ（电

压或电流，这里设为电压），微机系统获取零点的测量数据N0，

储存N0并在以后每次测量中减去N0：

NN测N0k(xx0)