不等精度测量直线拟合的数据处理

不等精度与等精度测量的区别,在于前者单次测量具有不同的标准差σ_i,因此处理数据时应将其影响考虑在内。本文仅就不等精度测量直线拟合的数据处理进行讨论。一、不等精度测量直线拟合对线性相关的物理量x、y,逐次改变x使之具有任意精度,对y进行不等精度测量。用最小二乘法拟合直线时,应计及σ_i影响,使     

《测量不确定度表示指南ISO1993（E）》的问题简析（续）

7　极限值合成体系的合理性目前 ,极值控制方法几乎是准确度控制的唯一控制方法 ,实际绝大多数仪器仪表根据误差极限值来分准确度等级 ,机加工公差全用极限误差给出 ,绝大多数器件的产品参量都给出极限误差 ,测量的环境条件控制也多用极值控制 .多数单次测量结果常用误差极限值 .因此 ,工程技术测量中用标准差来估计误差大小的方法未能广泛应用 .由标准差合成得出合成量的标准差 ,其数学上的正确性是不言而喻的 .旧的误差理论和不确定度体系都存在两点偏见 :1 )认为标准差是可相比的 ,而极限值由于包含因子的不同 ,是不可比的 ;2 )认为统计…     

宽带低相干光单次时间相干性测量研究

传统测量光束时间相干性的方法是通过机械扫描的方式实现的,这种方法不能够实现单次测量,而且对于相干时间较短的宽带光测量误差较大。本文提出了一种单次时间相干性测量的新方法,通过给迈克尔逊干涉仪的反射镜引入楔角,使光束波前产生随位置变化的延迟差,可从单次测量的一幅干涉图中计算提取出光场完整的时间相干性信息。实验中测量了不同宽带入射光的时间相干性,均与理论结果吻合较好。单次时间相干性测量的方法将为高功率宽带激光装置提供更为方便的时间相干性测量手段,提高实验测量效率。     

差压波动对孔板气液两相流测量的影响

差压波动是气液两相流动的固有物理现象,应用该波动可以测量干度和气液总流量。为了研究差压波动对孔板气液两相流测量的影响,本文在压力0.7~1.0 MPa,气相流量200~400 kg/h,干度0.4~1范围内测量了不同流动工况下的差压波动过程。实验结果表明差压平均值和差压标准差可以反映两相流流动参数的变化,但差压标准差重复性较差;实验范围内差压标准差的重复性变化范围为士0.3%~士18.5%;对于低含液率两相流(LNF0.3%),差压平均值的波动会"掩盖"液相流量变化造成的差压值变化;误差传递会导致总流量的预测误差大于干度的预测误差;对于高干度两相流(x0.5),误差传递会导致液相流量预测误差被放大。     

双弹光调制广义偏振测量的数字锁相数据处理研究

针对高精度、快速实时的偏振测量需求,提出了一种双弹光差频调制的偏振参量测量方法。对偏振测量原理进行了详细分析,针对双弹光调制器工作控制及信号解调需求,设计了基于数字可编程逻辑门阵列(FPGA)的多通道数字锁相数据处理方案。FPGA提供一定频率占空比的脉冲宽度调制波(PWM),经高压谐振电路输出正弦高压驱动弹光调制器工作,与此同时,探测器探测到的调制光信号经模数转换器(ADC)采集后进入FPGA中。FPGA提供本地参考信号完成多个频率信号的同时解调,进而单次测量便可得到4个斯托克斯分量。搭建了实验系统进行了实验验证,利用旋转1/4波片法建立了偏振产生装置,实现了对线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的测量。实验结果表明,系统测量的相对误差小于0.8%,重复性标准差小于0.2%,单次测量时间小于200ms,实现了高精度、重复性好、实时的偏振测量。     

绝对重力测量中振动传感器振动补偿性能的分析

绝对重力测量的精度主要受振动噪声的限制.振动补偿是一种简单可行的振动噪声处理方法,它通过传感器探测振动噪声来对测量结果进行修正.现阶段对于不同传感器的振动补偿性能缺乏系统的分析与评估,仅停留在应用阶段.本文从理论出发分析了传感器性能对补偿效果的影响,并通过实验评估了不同振动环境下不同传感器的振动补偿性能.实验结果显示,采用低噪声地震计的振动补偿效果主要受带宽和量程的限制,在安静环境下可实现优于百微伽的单次测量标准差,但补偿效果随振动噪声高频成分的增强而降低,在动态环境下地震计则受量程限制而无法工作.采用加速度计的振动补偿效果主要受分辨率的限制,在复杂和动态环境下均可实现毫伽量级的单次测量标准差.本文为振动补偿技术应用于绝对重力测量提供了振动传感器选型的理论和实践依据,有望为振动补偿技术的进一步发展提供技术支撑.     

混频技术测量单次脉冲微波频率的实验研究

 介绍了用混频技术测量单次脉冲微波频率的方法,用50ns、5GHz的单次脉冲微波对混频系统进行了实验研究。目前, 已用此技术测量了虚阴极振荡高功率微波锁频产生的单次微波的频率,并对混频输出的中频信号进行快速傅里叶变换(FFT),得到单次脉冲微波的3dB带宽。     

长度测量实验中的仪器误差和随机误差

(一) 长度测量是物理实验中首先遇到的基本测量。其第一个内容是用钢卷尺、钢直尺单次测量某个长度。习惯上我们采用最小刻度的一半作为这个测量结果的误差。这在处理上十分方便,但细想却又有许多问题。我们弄不清“最小刻度的一半”指的是尺子本身     

单次通过型束流位置探测器的束流位置测量方法

针对当前单次通过型数字束流位置探测器（BPM）有效采样点数少、数据信噪比低、测量分辨率差的问题，提出了一种基于“束流单次通过”的数字BPM测量改进算法。该算法通过模拟信号的功分-延迟-合成，增加了有效采样数据，并通过采样数据的截取与数据拼接、数字滤波等数据处理方式，提高了采样数据的信噪比，并最终实现了BPM测量分辨率的提高。实验结果表明，该算法在不改变模数转换器（ADC）采样率的情况下，将单次通过型BPM的测量分辨率提高了约2倍。该测量方法为提高单次通过型BPM的测量分辨率提供了一种新的解决方案，已成功应用于北京正负电子对撞机（BEPCII）和高能同步辐射光源（HEPS）直线加速器项目中。     

实验误差的几个基本概念

本文对误差与实验数据处理教学实践中长期存在争论和认识不统一的一些问题提出了个人的看法。如随机误差和偶然误差;精确度、准确度和正确度;误差的合成;单次测量的标准差估计和仪器误差性质;贝塞耳公式及数据的修约问题等。希望本文有助于对这些问题认识的统一,以利于教学。     

单次瞬态过程频谱分析仪

本文叙述了一个适用于各种单次瞬态过程的频谱分析仪的工作原理和实验结果。本仪器利用实验室现有设备(通用示波器和声频频谱仪等),经过适当组装和附加少量专用电路,可以较快地建成。利用时间扩展(或压缩)技术,可以将欲测的频谱波段移到声频波段。用光电函数发生器产生待测的瞬态过程的重复波形。这样,就可以用一般的声频频谱仪(或波分析仪)来模拟测量单次瞬态过程的频谱。实验结果证明上述方案是可行的。对主要频谱成份,测量可准确到2—3％。对较弱的频谱成份,准确度要差些。     

双波长全息干涉计量分析

本文分析和讨论了双波长全息干涉计量的单次曝光法和双曝光法。这两种方法都提供了用可见光得到相当于不可见的长波干涉的结果,其测量灵敏度和测量精度可以通过选择合适的工作波长而能得到调整。     

用电桥测量电阻不确定度的讨论

阐述了用电桥测电阻等精度多次重复测量和单次测量不确定度的估算方法及两的异同点。     

光频扫描干涉绝对测距漂移误差与补偿方法研究

光频扫描干涉(OFSI)技术是一种具有广阔发展前景的高精度绝对测距技术。在实际应用中,该技术对光程差漂移非常敏感,测量过程中光程差的微小漂移通过放大因子的放大,引入显著的测量误差。详细分析了由于测量臂光程漂移引入的多普勒效应对测量结果的影响,并根据频移误差放大项的符号与光频扫描方向相一致的特点,使用光频三角波扫描方法对漂移误差进行补偿。实验结果显示,对距离为3.6m的目标进行10次重复测量的标准差从21.51μm减小到2.85μm。另外,与干涉仪的对比实验结果显示,本方法所得残余误差的标准差由补偿前的18.6μm减小到5.6μm,提高了测量精度。     

平均误差的置信度和极限误差

平均误差的置信度和极限误差黄曙江（杭州电子工业学院３１００３７）实验中当进行一组等精密度的重复测量时，可获得一组测量数据及相应的误差．用标准误差来表示测量结果时，其测量结果ｏ测量结果表明，ｘ的误差出现在之间的概率为６８．３％．但实际上真值是未知的．因...     

一元线性问题中的实验标准差

分析了用不同方法处理具有一元线性函数关系的物理实验数据的实验标准差．结果表明,在n≥4时,用逐差法计算线性系数6的实验标准差明显小于简单平均值法,但是稍大于最小二乘法     

空气中激光清洗过程的等离子体光谱分析

在空气环境下,激光诱导等离子体光谱用于激光清洗状态的在线分析快速而准确。该文利用中阶梯光栅光谱仪探测脉冲激光器作用于干净及表面污染的铜币样品产生的等离子体光谱谱线,这些谱线中不但包含了清晰的铜原子发射谱线,还包含空气中氧气和氮气与激光作用产生分解效应的原子谱线。为了消除单次测量的不确定性,分析了多次测量的分布恒定的氧原子和氮原子谱线的统计规律,表明强度分布规律一致,且相对标准差基本相同,可以采用单次测量的光谱图变化表示清洗过程中状态。表面污染的铜币光谱图中包含多元素原子谱线和连续谱线,清洗干净铜币的光谱图连续谱线消失且只有铜元素谱线,观察谱线变化就可以表明样品是否被清洗干净。     

随机噪声对激光陀螺输出特性的影响

分析了纯随机噪声输入和周期性抖动信号叠加随机噪声的复合抖动输入两种激励下，激光陀螺输出信号均值偏差和分散系数与随机噪声强度之间的数学关系，基于该关系公式，综合读出角速度标准差、输出信号均值偏差和分散系数，提出随机噪声强度的选择方法。研究表明，纯随机噪声减小频率闭锁影响没有应用价值，因为随机噪声的引入将导致激光陀螺测量范围的减小或输出方差的增大，这都不是理想的结果。而在周期性抖动信号基础上叠加随机噪声，并不影响激光陀螺的测量范围，却可大幅度地提高激光陀螺的读出精度，输出方差的增大可以通过延长采样周期予以减小，满足应用要求。     

微光像增强器积分灵敏度单次测量误差分析

为了提高批量微光像增强器性能参数的测试速度,通常采信单次测试数据作为测量结果。在该情况下,参数单次测量结果的误差将直接决定性能评价结果的准确性。以微光像增强器积分灵敏度的参数测试为例开展单次测量误差评定,通过对微光像增强器积分灵敏度的测试方法、测量装置、数据计算等误差情况进行综合分析,计算得到的积分灵敏度单次测量最大误差为6.7%;在该基础上,提出了采用更高加工精度光阑、对入射光测量位置进行修正以及阶段性辅助参量重复性测量校对的积分灵敏度单次测量误差控制方案。研究结果对微光像增强器批量化快速测试具有重要的指导意义和参考价值。     

含云大气单次散射参量极大相关k分布优选算法

针对高精度遥感应用中含云大气波段辐射传输计算成本较高的问题，提出单次散射参量极大相关k分布优选算法（SSP-MCKD）。通过分析不同环境条件下含云大气消光系数、单次反照率和不对称因子等参量在光谱分布上的相关性，将CKD理论从单一吸收系数扩展至多种光谱参量。根据对单次散射源函数的影响程度，优选各条谱线的极大相关光谱参量并进行分组重排，在组间和组内求解平均等效参量和求积权重。实验结果表明：与Δlog k算法和云层属性参数化的相关k分布算法相比，SSP-MCKD适用于吸收、半吸收和透过等各类波段，收敛速度最快；在不同高度云层场景中，辐射亮度平均误差低于2%；在不同类型云层场景中，辐射亮度平均误差低于6%。SSP-MCKD在适用性、稳定性及计算精度方面均具有明显优势。