静态性能指标及其标定步骤
2 3 100%
A
2、线性度(非线性误差) 测量系统输出与输入关系可用一个多项式来表示,即
y S0 S1 x S2 x2
Sn x n
式中 S0 为零点漂移;S1 为测量系统的灵敏度;S2-Sn 为非线性项特定常数。 由上式可以看出,输出与输入量之间除了线性项外,还有高次分项。当 S0=S2=Sn=0 时,方程可 用一条通过零点的直线表示,此时是理想线性关系。 测量系统的实际输出、 输入关系对理想直线的偏差用线性度描述。线性度定义为测量系统的标定 曲线对理想拟合直线的最大偏差 Δ 对满量程 A 的百分比,即 linearity 100% A 线性度是以一定的拟合直线(或称参考直线)作为基准直线来计算。选取不同的基准直线,可得 到不同的线性度数值。 3、耦合误差 桥路的应变输出存在一定程度的耦合,采用静态耦合误差评价耦合量的大小。j 分力对 i 分力的 静态耦合误差定义为在 j 分力输入且 i 分力无输入时,所测得的 i 分力输出绝对值与 i 分力满量程的 比值。最大静态耦合误差可表示为
静态标定步骤 传感器的静态线性标定, 在标定力无偏差和传感器纯线性的条件下, 理论上只要对每个 力分量单独加载 1 次即可,但由于标定力的偏差和腕力传感器的非线性作用,1 次加载所得 到标定矩阵的误差较大,实际中往往采用多次加载的方法求得标定矩阵,具体步骤如下: 1、 按传感器的满量程范围,将量程分为不少于 10 个测量点进行标定,将某一分量的负荷 从零逐步增加至正向满量程,然后逐步减小至零,再逐步增加至负向满量程,然后逐步 减小至零。在每个选定的测试点上记录数据,完成一个测试循环,每次测试至少应进行 3 个循环; 2、 按上述过程完成 6 个分量的负荷加载; 3、 计算出每个测量点上力和力矩的平均值,利用对应测量点的力和力矩值及相应的标定力 数值计算出标定矩阵; 4、 将所得的多个标定矩阵相加并取其算数平均值,即得腕力传感器的静态线性标定矩阵; 5、 利用此标定矩阵对传感器输出信号进行解耦并再次标定检验结果。
crosstalk yij
max
yFS ,i
100%
式中 yFS ,i 为 i 分力满量程值 , yij 4、迟滞(回程误差)
max
为 j 分力输入对 i 分力耦合输出绝对值的最大值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
迟滞表示测量系统当输入量由小变大时,对于同一个输入值会得到大小不同的输出值,用所得输 出值的最大差值 hmax 与满量程 A 比值的百分数表示 h hysteresis max 100% A 5、灵敏度 灵敏度是测量系统静态特性的另一个基本参数,定义为测量系统的输出的变化量 Δy 对输入的变化量 Δx 的比值,可用下式表示: y sensitivity x 由上式可知,对于线性系统,输出量与输入量之间的关系是一条直线,灵敏度就是该直线的斜率,为 一常量;对于非线性系统,灵敏度随输入量的变化而变化。 应该指出,灵敏度越高,测量范围越窄,测量系统的稳定性也就越差。因此,应合理选择系统的灵敏 度。
静态性能指标 1、重复性 重复性是指在条件(测量仪器、测量方法、使用条件等)相同时,对同一被测量进行多次连续测 量所得结果之间的符合程度。重复性是衡量测量结果离散性的指标,即随机误差大小的指标,在数值 上是用测量结果标准差的 2-3 倍与测量系统满量程 A 比值的百分数表示,即
repeatability