儀表的精度是越高越好嗎？如何測量與選擇儀表的精度

小組成員：高學(xué)猛、宋超、張雪峰小組研究討論報告儀表的精度是越高越好嗎？如何測量與選擇儀表的精度？問題一：精密度、精確度與準(zhǔn)確度用同一測量工具與方法在同一條件下多次測量，如果測量值隨機(jī)誤差小，即每次測量結(jié)果漲落小，說明測量重復(fù)性好，稱為測量精密度好也稱穩(wěn)定度好，因此，測量偶然誤差的大小反映了測量的精密度．

根據(jù)誤差理論可知，當(dāng)測量次數(shù)無限增多的情況下，可以使隨機(jī)誤差趨于零，而獲得的測量結(jié)果與真值偏離程度——測量準(zhǔn)確度，將從根本上取決于系統(tǒng)誤差的大小，因而系統(tǒng)誤差大小反映了測量可能達(dá)到的準(zhǔn)確程度．精密度、精確度與準(zhǔn)確度精確度是測量的準(zhǔn)確度與精密度的總稱，在實際測量中，影響精確度的可能主要是系統(tǒng)誤差，也可能主要是隨機(jī)誤差，當(dāng)然也可能兩者對測量精確度影響都不可忽略．在某些測量儀器中，常用精度這一概念，實際上包括了系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差兩個方面，例如常用的儀表就常以精度劃分儀表等級．儀表的精度是越高越好嗎？儀表精確度不僅和絕對誤差有關(guān)，而且和儀表的測量范圍有關(guān)。絕對誤差大，相對百分誤差就大，儀表精確度就低。如果絕對誤差相同的兩臺儀表，其測量范圍不同，那么測量范圍大的儀表相對百分誤差就小，儀表精確度就高。精確度是儀表很重要的一個質(zhì)量指標(biāo)，常用精度等級來規(guī)范和表示。精度等級就是最大相對百分誤差去掉正負(fù)號和%。按國家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級有0.05,0.02,0.1,0.2,1,5等。數(shù)字越小，說明儀表精確度越高。如何測量與選擇儀表的精度？儀表精確度簡稱精度，又稱準(zhǔn)確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有精確度這個概念。儀表精確度簡言之就是儀表測量值接近真值的準(zhǔn)確程度，通常用相對百分誤差(也稱相對折合誤差)表示。應(yīng)用精度的選擇

在實際應(yīng)用過程中，要根據(jù)測量的實際情況來選擇儀器的量程和精度，并不一定精度等級小的儀器，就一定有最好的測量效果。以萬用表的應(yīng)用為例，采用準(zhǔn)確度不同的萬用表測量同一個電壓所產(chǎn)生的誤差。

例如：有一個10V標(biāo)準(zhǔn)電壓，用100V擋、0．5級和15V擋、2.5級的兩塊萬用表測量，問哪塊表測量誤差?。?/p>

解：第一塊表測：最大絕對允許誤差

△X1=±0.5％×100V=±0．50V。

第二塊表測：最大絕對允許誤差

△X2=±2．5％×l5V=±0.375V。

比較△X1和△X2可以看出：雖然第一塊表準(zhǔn)確度比第二塊表準(zhǔn)確度高，但用第一塊表測量所產(chǎn)生的誤差卻比第二塊表測量所產(chǎn)生的誤差大。因此，可以看出，在選用儀器時，并非準(zhǔn)確度越高越好。還要選用合適的量程。只有正確選擇量程，才能發(fā)揮萬用儀器潛在的準(zhǔn)確度。精度的標(biāo)定方法

除了國家統(tǒng)一規(guī)定的等級外，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，根據(jù)性能的不同，還有如下幾種精度標(biāo)定方法

1)顯示值±X：在電子顯示儀器中應(yīng)用，表示在當(dāng)前顯示值的最低位上，有X個字的誤差。若顯示值為Y，誤差△X=X/Y×100%

2)顯示值的X%：在電子顯示儀器中應(yīng)用，表示當(dāng)前顯示值的X%為當(dāng)前的誤差范圍。若顯示值為Y誤差△X=X%，誤差值為±X%×Y

3)分段量程標(biāo)定：應(yīng)用于寬量程儀器，儀器在不同的測量區(qū)間內(nèi)，采用不同的誤差標(biāo)定方法，例如在測量0.01-1伏電壓時，誤差為5%，在測1-10伏電壓時，誤差為1%就是分段標(biāo)定方法，應(yīng)用分段標(biāo)定儀器時，一定要選擇好合適的量程，并認(rèn)真的查看該量程的誤差計算和標(biāo)定方法.

4)數(shù)學(xué)模型式的誤差標(biāo)定：給出儀表的誤差計算公式F(X)，根據(jù)儀表當(dāng)前的測量結(jié)果Y和其他相關(guān)條件帶入公式，計算出當(dāng)前誤差△X=F(Y)。這種方法測得的誤差結(jié)果和測量值的對應(yīng)關(guān)系多為曲線，由于這種方法各點誤差不同，應(yīng)用時應(yīng)格外注意，認(rèn)真的計算?！蹲⒁狻?/p>

由上面的條件不難得出，針對不同的測量值，不同的誤差標(biāo)定方法對結(jié)果的實際測量精度是不同的。選擇的時候，要針對測量情況和使用儀器在測量點的允許誤差具體分析，并不一定低等級儀器就有最好的測量效果。要根據(jù)具體情況選擇合適的儀器和量程，才能最大限度的減少測量的誤差。

如何將物品重量轉(zhuǎn)化為電量輸出？機(jī)器人手的握力是如何測量出來的？如何及時發(fā)現(xiàn)挖墻、打洞、爆破等破壞行為？問題二如何將物品重量轉(zhuǎn)化為電量輸出？

1.定義

傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的機(jī)械電子裝置。如下圖所示:物理量電量2.傳感器的組成

傳感器由敏感器件與輔助器件組成。敏感器件的作用是感受被測物理量，并對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件則是對敏感器件輸出的電信號進(jìn)行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。如下圖的溫度電阻。

dV機(jī)器人手的握力是如何測量出來的？機(jī)器人握力自適應(yīng)最優(yōu)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)是通過檢測機(jī)器人手臂上安裝的壓黨,滑黨傳感器的信號,建立起模糊控制集合,確定控制規(guī)則,使物體無滑動而被用最小的臨界力握住。機(jī)器人手的狀態(tài)傳感器大都配置成這樣：能將各種各樣的位移變?yōu)殡娒}沖。這些“神經(jīng)”脈沖就會使機(jī)器人“有感覺”。機(jī)器人傳感器有多種：電磁傳感器、電容傳感器、感應(yīng)傳感器、阻力傳感器（電阻）、光電傳感器。比如，電位計是在改變轉(zhuǎn)角情況下，在線繞電阻或薄膜電阻改變的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。電位計的可靠性由于有觸點，一般都不高，最大使用期限在200萬轉(zhuǎn)左右。在自動同步機(jī)結(jié)構(gòu)中運(yùn)用的是變壓器的工作原理。初級線圈用單相電壓，次級線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)的電壓決定于旋轉(zhuǎn)角。自動同步機(jī)作為基于電磁感應(yīng)的無接觸裝置，具有高度可靠性、抗擾性。不過，自動同步機(jī)的準(zhǔn)確性以半個度數(shù)值為界限。

如何及時發(fā)現(xiàn)挖墻、打洞、爆破等破壞行為？

應(yīng)變式加速度傳感器在低頻（10～60Hz）振動測量中得到廣泛的應(yīng)用，但不適用于頻率較高的振動和沖擊。優(yōu)點：靈敏度高，比金屬絲式高50~80倍、尺寸小，橫向效應(yīng)小，動態(tài)響應(yīng)好、精度高、易于微型化和集成化等。缺點：溫度系數(shù)大，應(yīng)變時非線性比較嚴(yán)重，穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。投入式液位傳感器投入式液位傳感器安裝方便，適應(yīng)于深度為幾米