测试系统的静、动态误差分析与补偿解读.ppt

测试系统静、动态误差的分析与补偿 闭环系统静态误差的补偿方法 闭环的误差补偿与开环的有不同特点。 补偿原则 负反馈系统的误差补偿：由于作用在反馈回路中的干扰的传递系数均带负号，因此作用在反馈回路的干扰与正馈回路的干扰符号相同也能补偿。 正反馈系统的误差补偿：作用在反馈回路的干扰的传递系数仍为正号，因此补偿原则与开环串联系统相同，需正、负相补。 补偿实例 以电位差计式航空排气温度表为例 电位差计式航空排气温度表* 基本工作原理？ 系统框图 原理性介绍 系统框图简化 补偿思想 简单工作过程的总结 提高测试系统静态性能的途径 测试原理方案及系统组成器件的改善 测量原理方案选取最为重要，方案不当将直接导致系统性能下降。选好测量方案后，组成系统的器件选择也非常关键，主要是器件的累计误差影响大。另外可考虑合适的补偿环节消除影响。 补偿环节补偿效果的衡量 误差补偿的引入 对补偿方法的引入开环和闭环系统有补贴实现方式，应按需选取。难以建立系统的数学模型时，更多考虑对测试系统测量结果的误差分布规律进行分析处理。微处理器的快速发展使得补偿可以集成到软件中。 误差补偿方案实现的难易程度 误差补偿实例：火电厂锅炉污水流量测试系统 难点: 污水实际为气液两相流，波动大 误差补偿前测量结果 发现规律： 线性关系良好 重复性测量结果 误差补偿后测量结果 火电厂发电示意图 4.2 测试系统动态误差的分析与补偿 4.2.1 动态测量误差及其评定 4.2.2 开环系统的动态误差分析与补偿 4.2.3 闭环系统的动态误差分析与补偿 4.2.4 提高测试系统动态性能的途径 小结 4.2.1 动态测量误差及其评定 动态测量的基本概念 动态测量数据与动态测量误差 动态测量误差与静态测量误差 动态测量误差评定的基本方法 * * 4.1 测试系统静态误差的分析与补偿 4.1.1 概述 4.1.2 静态误差分析与补偿的基本原理 4.1.3 开环系统的静态误差分析与补偿 4.1.4 闭环系统的静态误差分析与补偿 4.1.5 提高测试系统静态性能的途径 4.1.1 概述 静态测量和动态测量 静态测量误差 静态测量误差分析的方法 测量过程的角度入手 原理误差？不完善、近似、环境波动等 工具误差？装置自身误差 系统分析的角度入手 分析误差传递规律 提出改善性能措施 4.1.2 静态误差分析与补偿的基本原理 1、原理误差及其补偿原理 2、工具误差及其补偿原理 3、环节静态误差的分析及其表达式 1、原理误差及其补偿原理 系统特性方程中参数理论值与实际值不符 系统特性方程采用近似方程式 理论：y0= f0(x); 近似：y= f(x); ?y= y- y0 测量方法自身的不完善 原理误差的补偿原理 1）系统特性方程中参数理论值与实际值不符 问题如何产生？ 2）系统特性方程采用近似方程式 理想化情况？ 线性 实际情况？ 阶梯 问题？ 3）测量方法自身的不完善 影响情况分析？ 根据情况尽可能选择误差小的。 4）原理误差的补偿原理 对于参数变化产生的原理误差，对各参数实测，然后将实测结果送入测试系统中进行处理。 对于特性方程采用近似方程式带来的原理误差，必须探究近似方程式的起因。 对于测量方法自身的不完善，则必须寻求改善测量方法的根本性解决方案。 工作过程？ 解决程度？原理上？实际上？ 原理误差补偿属于系统误差， 从产生原因入手寻求消除或减小 的最佳途径。能否完全消除？ 2、工具误差及其补偿原理 量具误差 仪器误差 附件误差：如转换开关、导线、夹具等，一般相对影响较小，大部分属于系差。 工具误差的补偿原理 1）量具误差 概念：以固定形式复现量值的测量器具 分类：标准量具、通用量具 量具误差分析的重要性 游标卡尺会因没有遵守阿贝原则而产生误差 2）仪器误差 客观存在的 3）工具误差的补偿原理 无论量具误差、仪器误差还是附件误差，了解工具误差产生的原因是进行误差补偿的前提条件。 对于方法或原理误差：限制测量范围，进行后续误差补偿； 对于加工或安装过程中的误差：严格控制加工条件、进行误差补偿； 对于环境因素引起的误差：控制被测量所处环境变化、采集环境参数进行后续误差补偿。 总之：至关重要，多属于系差，具有可补偿性。 3、环节静态误差的分析及其表达式 出发点：通过对各环节误差分析处理，获得整体的误差分析结果。 环节的构成 干扰来源：输入端、输出端、环节内部 干扰因素？ 影响如何？ 三种干扰 3