摘 要：系統(tǒng)誤差是指在同一條件下多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定，或按某一確定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差不像隨機(jī)誤差那樣有一些普遍方法來(lái)處理。只能針對(duì)具體情況采取相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：彈簧拉壓力 誤差處理 直線校正

中圖分類(lèi)號(hào)：TH124 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0059-01

彈簧拉壓力參數(shù)是槍械靜態(tài)參數(shù)之中重要的一項(xiàng)，而槍械靜態(tài)參數(shù)是槍械定型試驗(yàn)中必測(cè)的項(xiàng)目。在實(shí)際應(yīng)用中，精確測(cè)量和綜合分析這些參數(shù)能對(duì)槍械進(jìn)行客觀、全面的評(píng)價(jià)。特別是近年來(lái)大量高新技術(shù)、新材料在輕武器研制上的應(yīng)用，大大促進(jìn)了槍械的發(fā)展，從而在槍械靜態(tài)參數(shù)測(cè)試方面也提出了更高的要求。選擇一種較好的誤差處理的方法顯得尤為重要。

1 建立誤差模型修正系統(tǒng)誤差

先通過(guò)理論分析來(lái)建立系統(tǒng)誤差模型，由誤差模型求出誤差修正表達(dá)式，誤差修正表達(dá)式中一般含有若干誤差因子，修正時(shí)，先通過(guò)校準(zhǔn)技術(shù)來(lái)求得這些誤差因子，然后利用誤差因子和修正公式來(lái)消除或減小系統(tǒng)誤差的影響。至于誤差模型的建立，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，沒(méi)有統(tǒng)一的方法可尋。

2 利用校正曲線通過(guò)查表法修正系統(tǒng)誤差

在較為復(fù)雜的儀器中，對(duì)較多的誤差來(lái)源往往不能充分的了解，因此難以建立適當(dāng)?shù)恼`差模型。這時(shí)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)，即通過(guò)實(shí)際校準(zhǔn)求得校準(zhǔn)曲線，然后將曲線上各校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器的校準(zhǔn)表格中，在以后的實(shí)際測(cè)量中，通過(guò)查表來(lái)求得修正后的測(cè)量結(jié)果。用查表法來(lái)處理誤差時(shí)，顯然列表的數(shù)據(jù)越詳細(xì)查表結(jié)果越準(zhǔn)確，但這明顯不合實(shí)際。精度每增加一倍相應(yīng)的數(shù)據(jù)量（即存儲(chǔ)空間）也會(huì)增加一倍。無(wú)限制地要求精度會(huì)使的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量按幾何倍率上升。在實(shí)際操作中，為了減少存儲(chǔ)空間用計(jì)算量的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)。取得較少的校準(zhǔn)點(diǎn)后，在表中查不到的數(shù)據(jù)由內(nèi)插法（分段直線擬合）來(lái)計(jì)算。以此來(lái)提高精度，減少殘余誤差。

3 非線性的校正

許多傳感器、檢波器及其它敏感元件的輸出信號(hào)與被測(cè)參數(shù)間存在明顯的非線性關(guān)系。為使智能儀器直接顯示各種被測(cè)參數(shù)并提高測(cè)量精度，必須對(duì)非線性進(jìn)行校正，使之線性化。本系統(tǒng)采用的力傳感器輸出也必須要進(jìn)行線性化處理之所以要線性化，是因?yàn)榫€性化有很多的好處：為使傳感器的輸出能不失真地復(fù)現(xiàn)輸入量的變化，必須使其幅頻特性為常量，相頻特性為線性關(guān)系，這是使用傳感器完成量值變化的基本要求。（1）傳感器線性特性可以簡(jiǎn)化理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算；（2）傳感器線性特性便于應(yīng)用線性系統(tǒng)的疊加原理進(jìn)行對(duì)各種干擾因素的補(bǔ)償；（3）傳感器線性特性便于數(shù)據(jù)處理和標(biāo)定；（4）傳感器線性特性主要目的是提高測(cè)量精度水平。

非線性校正的方法可以分為代數(shù)插值法、分段插值法、最小二乘法等等。

4 誤差處理方法

在選擇哪種誤差處理方法前，先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和觀察得到在系統(tǒng)工作范圍的一組互異點(diǎn)。也就是得到一個(gè)傳感器壓力-電壓輸出的數(shù)據(jù)表。（表1）

現(xiàn)在對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行基于直線方程校正、分段直線校正和拋物線插值等方法的非線性處理。以比較哪種方法更有利于本系統(tǒng)使用。

4.1 直線方程校正

使用（3.00，0.60）和（7.90，1.58）兩點(diǎn)來(lái)求解直線方程：

可得直線校正方程：

可以驗(yàn)證，兩端點(diǎn)的擬合誤差為0，而在的時(shí)候，，誤差達(dá)到最大值為0.06 V。顯然相對(duì)于輸出不大的電壓來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)不小的誤差數(shù)據(jù)。

4.2 分段直線校正

分段直線校正有等距節(jié)分段直線校正和非等距節(jié)分段直線校正兩種。在此就以等距節(jié)分段直線校正來(lái)討論。

為了方便于計(jì)算，以最簡(jiǎn)單的二分來(lái)討論。從表1中提?。?.00，0.60）、（5.50，1.14）、（7.90，1.58）三個(gè)點(diǎn)來(lái)近似替代整個(gè)表格，可得方程：

可以驗(yàn)證，用兩個(gè)插值方程對(duì)數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性校正，每一點(diǎn)的誤差減小了。第一段的最大誤差值在點(diǎn)處，誤差值為0.038 V。第二段的最大誤差值在點(diǎn)處，誤差值為0.0415 V。分段校正明顯比直線方程校正的誤差要小很多。

4.3 拋物線插值

拋物線插值是在數(shù)據(jù)中選取三個(gè)點(diǎn)、、，相對(duì)的插值方程為：

節(jié)點(diǎn)選擇（3.00，0.60）、（5.50，1.14）、（7.90，1.58）三點(diǎn)。

得：

可以驗(yàn)證，用這一方程進(jìn)行非線性校正，在點(diǎn)3.30KG處有最大誤差值為0.049 V。

對(duì)比上述三種方法，結(jié)合計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)可以看出在本系統(tǒng)中分段直線校正占有優(yōu)勢(shì)。