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歡迎致電:云浮儀表校準可信計量認證中心-儀表檢定

2020/02/23 12:46:42 來源:廣東省世通儀器檢測服務有限公司 >> 進入該公司展臺 已瀏覽:

歡迎致電:云浮儀表校準可信計量認證中心-儀表檢定

如何利用灰色預測理論進行儀器校準周期的確定
隨著時間的推移,測量儀器受各種外界環境因素和內部元器件的老化的影響,其性能指標會不斷地下降,測量結果也會不可靠,因此需要對測量儀器進行定期的儀器校準和儀器校正。目前,基本上所有的儀器在出廠時都會有校準說明和建議的校準周期。但由于儀器的使用環境和使用狀況的不同,僅僅按照出廠校準周期進行校準有時難以滿足測量精度的要求。因此,提出一種優化測量儀器校準周期的方法非常必要。一般情況下的做法是,通過統計大量同類儀器的使用數據來確定某種儀器的校準時間間隔規律,但這種方法需要大量的統計數據和長期繁重的統計工作,而且儀器的使用壽命一般長達幾年甚至十幾年,故實現起來有一定的困難。

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    通過分析儀器性能指標參數的漂移規律,可建立測量儀器校準周期的隨機過程模型。隨機過程模型也是建立在對儀器大量的統計數據分析的基礎之上的,并假定儀器參數的漂移會服從某種形式的規律(如正態分布和馬爾可夫過程),而一般情況下統計規律和實際情況的偏差仍然比較大。灰色預測理論*少使用4個原始數據就能建立某個時期內符合規律的灰色預測模型,能解決歷史數據少、序列完整性差和可靠性低的問題;還能將無規律的原始數據組成規律較強的數列,運算簡便、精度較高、易于檢驗。

1.灰色預測理論在儀器校準周期中的應用

    選擇要校準儀器的某一指標(比如電壓源的電壓輸出值)進行定期觀測,得到一組儀器性能參數。我們選擇直流電壓源Agilent66103A的電壓輸出作為檢測數據,Agilent66103A的輸出電壓范圍為-25~+25V,為使電壓源的輸出盡可能接近其*輸出能力,設定電壓源輸出值為+24V,得到電壓源Agilent66103A的一組電壓輸出原始數據如表1所示。


儀器校準周期

    為了檢驗測量儀器是否工作正常,還應該根據測量應達到的精度設定儀器性能指標的δ值口設定方法應為δ=Vout?×(1±u),Vout為電壓輸出值;u為電壓源的輸出不確定度。這樣可以得到電壓的上下閾值。為了研究方便取δ為正,將實際輸出和理想輸出之差的*值作為輸出誤差△V=|Vx-Vout?|,其中Vx為實際輸出值,只要輸出誤差滿足△V+Vout≧δ,則認為儀器性能不符合測量的精度要求,應該進行校準。取輸出誤差值△V作為原始數據序列。為提高預測精度,首先對原始數列進行冪函數變換平滑處理,根據相應的公式算得出序列x經一次累減生成和冪指平滑逆運算后可得預測數據。電壓源輸出誤差的預測值和實際測量值如表2所示。

儀器校準分析

    由表2可以看出,隨著時間的推移,電壓源輸出預測誤差也在不斷地增大。要減小預測誤差,另一個重要的方法就是對灰色預測模型進行等維新息處理改進,利用新數據代替舊數據以提高預測精度。將電壓源輸出預測曲線、實際測量曲線和等維新息改進后的預測曲線用曲線擬合描述,如圖1所示。

 儀器校準分析

    由圖1的曲線擬合可以看出,經等維新息處理后的數據的預測值具有較高的精度。利用預測殘差修正預測值,還可以進一步提高預測精度。根據前文所述的回歸分析方法建立殘差和預測值的一元非線性多項式回歸模型:

ε(X)=0.0011X3-0.0328X2+0.0801X-0.0137

經殘差修正后的預測值更接近實際值。從表2的預測值和圖1的輸出誤差曲線的變化可以看出,電壓源的輸出誤差成逐步上升趨勢,并且變化的速率隨時間的推移而增大,這說明儀器經一段時間的使用后性能衰減的速度會越來越快。根據儀器的特性和實際使用中的測量精度要求,取輸出閾值δ=24×(1+1.25%)=24.3V,由預測結果可得,電壓源的輸出電壓在t=13時刻將超出閡值(24.305 587 84V),即建議在此時應對儀器進行校準以保證測量精度。

    對測量儀器進行儀器校準是測量儀器在使用過程中的重要環節,由于儀器使用的狀況和環境不同,儀器校準時間間隔的確定是應該引起重視的重要問題,時間間隔過短會造成不必要的浪費,過長又會給測量精度帶來負而影響。引入經修正的灰色預測模型理論用來預測測量儀器的校準時間間隔,比依靠其他以統計理論的方式來確定測量儀器的校準周期具有所需數據少、精度高的優勢,可以為測量儀器的校準工作提供可靠的參考。

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世通儀器計量確認的過程方法
我們把儀器計量確認看成一個“過程”,將有助于提高和保證儀器計量確認結果的有效性。 例如,儀器校準是計量確認的一個方面,如果我們只注意儀器校準結果,不注意儀器校準的過程,當發現校準結果有誤時,再去重新尋找問題、重新校準,就已經造成了人力、物 力的浪費;如果從校準一開始注重每一個操作過程,把校準當成一個過程認真對待,發現問題及早糾正,就可以事半功倍。
①測量過程的儀器校準過程
被測量設備經上一等級標準器校準后得到校準結果及校準狀態的標志。該 程即為被校測量設備與上一等級標準器、校準人員、校準方法、校準的環境條件等的比較。
②測量過程的驗證過程
驗證過程的活動是將計量要求與計量特性進行比較。這個過程一般不需要測 量設備等硬件,它是根據儀器計量要求和測量設備的計量特性,通過比較人員、資料等,得出驗證證書,或不能驗證,或不符合計量要求的驗證結論。
③儀器計量過程的調整或維修過程
如果校準結果不能符合計量要求,該測量設備還要通過調整或維修設備、設施,查找人員、方法等,得出調整或維修報告。
④再次進行儀器校準(或稱復核)過程
根據調整或維修后的測量設備及其調整或維修報告,對其進行再校準,得到 再校準狀態的證書和標志。
⑤確認狀態標志(dglys7412455dgst)
確認狀態標志共有兩種:一種是確認合格標志,另一種是確認失效標識(無法維修或調整)。該過程是通過驗證/確認文件,或驗證失效記錄,確認合格標志, 或確認失效標志。然后依據相關文件的規定,領取標志,張貼或掛在測量設備上。

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