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力传感器校准方程系数的不确定度分析

孟晨 王昊 吴鲲

孟晨,王昊,吴鲲. 力传感器校准方程系数的不确定度分析[J]. 计量科学与技术,2023, 67(5): 52-57 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0276
引用本文: 孟晨,王昊,吴鲲. 力传感器校准方程系数的不确定度分析[J]. 计量科学与技术,2023, 67(5): 52-57 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0276
MENG Chen, WANG Hao, WU Kun. Analytical Research on Uncertainty of Calibration Equation Coefficient of[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(5): 52-57. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0276
Citation: MENG Chen, WANG Hao, WU Kun. Analytical Research on Uncertainty of Calibration Equation Coefficient of[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(5): 52-57. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0276

力传感器校准方程系数的不确定度分析

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0276
基金项目: 国家质量基础设施体系重点专项(2021YFF0600203)。
详细信息
    作者简介:

    孟晨(1993-),中国计量科学研究院助理工程师,研究方向:力学计量、算法分析等,邮箱:mengchen@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TB931

Analytical Research on Uncertainty of Calibration Equation Coefficient of

  • 摘要: 叠加式力标准机以其简单可靠的结构和良好的精度在工业上得到了广泛的应用。大多数叠加机由高精度力传感器和良好的机械结构组成,整个系统的输出由力值传递标准来定义,该力值传递标准由静重式力标准机校准,力标准机的校准方程通常使用多项式表达式进行表示。校准方程的阶数的选择及校准方程系数的不确定度均是影响其精度的重要因素。但在不同国家的规程规范中,并未明确规定阶数。针对力值传递中校准方程对不确定度的影响进行研究,验证了校准方程系数的不确定度和校准点数满足负相关关系。针对不同阶数的多项式函数,通过数值试验计算其残差及一次项系数不确定度,并对比测试集数据和训练集数据的预测值,最终结果显示,一阶多项式函数作为力传感器的校准方程使用是可靠的。
  • 图  1  校准系数不确定度

    Figure  1.  Uncertainty of calibration coefficient

    图  2  一次项系数不确定度

    Figure  2.  Uncertainty of the linear term coefficient

    图  3  校准系数不确定度(对数)

    Figure  3.  Uncertainty of calibration coefficient(logarithmic)

    图  4  校准系数不确定度趋势

    Figure  4.  Trend of uncertainty in calibration coefficient

    图  5  训练集的回归函数

    Figure  5.  Regression function of training set

    表  1  回归参数

    Table  1.   Regression parameters

    阶数 残差 $ {\hat{\beta } _1} $ $ {\text{Var}}({\hat{\beta } _1}) $
    一阶 1.61×10−8 2.03 6.07×10−5
    二阶 1.87×10−8 2.04 6.07×10−5
    三阶 1.37×10−5 1.80 6.07×10−5
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-17
  • 录用日期:  2022-12-01
  • 修回日期:  2023-07-02
  • 网络出版日期:  2023-07-06

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