棉花檢驗儀器測量誤差分析與處理探析

唐黎標

〔杭州市農(nóng)業(yè)局，浙江杭州 310004〕

一、棉花檢驗儀器的相關工作原理

在進行棉花的檢測時，棉花檢驗儀器的傳感器會對棉花的一些數(shù)據(jù)進行收集。例如對棉花的水分、溫度、纖維等信息進行測量，當收集到所需要的信息后，傳感器會將這些信息轉(zhuǎn)換成電子信號，電子信號在通過濾波電路后傳到多路模擬開關之中，再通過微處理器將所有模擬開關中的電子信號統(tǒng)一傳送到控制系統(tǒng)中進行處理分析，而后將分析后的結(jié)果顯示出來。

二、棉花檢驗儀器出現(xiàn)測量誤差的幾個方面原因

（一）測量方法出現(xiàn)誤差

在對棉花進行檢驗時，測量方法出現(xiàn)誤差的情況有兩種，一種是相關理論出現(xiàn)誤差，另外一種就是測量時所用的方法出現(xiàn)誤差。出現(xiàn)理論誤差的原因，是棉花檢測儀器的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)在對收集到的信息進行處理時，都是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成復雜的多元次方程進行計算，這些多元次方程是無解的，只能獲取到近似值，近似值的相應數(shù)據(jù)與真實的數(shù)據(jù)之間肯定存在一定誤差，這就是理論誤差。測量時所用的方法出現(xiàn)誤差是因為在對棉花進行檢測時，所用的測量方法不同，導致測量的結(jié)果也不同，因為測量方法導致測量數(shù)據(jù)不準確[1]。

（二）測量器的儀表出現(xiàn)誤差

因為對棉花進行檢測的相關儀器比較多，每個儀器上的儀表基數(shù)都不盡相同，而且不同儀器的測量精度也不相同，相關的制造工藝也有好壞之分，所以在對棉花進行檢驗測量時，不同的棉花檢驗儀器所得到的測量結(jié)果，在儀表上顯示出的相應數(shù)值也會有所不同。

（三）測量環(huán)境造成測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差

當進行棉花的檢驗時，測量工作也會受到工作環(huán)境的影響，在進行棉花檢測過程中，檢測儀器使用要求的環(huán)境與現(xiàn)場工作環(huán)境存在較大差異時，導致儀器工作的效率下降，傳感器等部件失靈等，也會導致對棉花測量的相關數(shù)據(jù)不準確。

（四）操作人員造成的測量誤差

在進行棉花的數(shù)據(jù)測量時，操作棉花檢驗儀器的工作人員對相關的專業(yè)知識、設備的操作技能等不熟悉，在實際的測量過程中馬虎大意，導致測量所產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)與實際的數(shù)據(jù)之間的誤差比較大。

三、解決棉花檢驗儀器出現(xiàn)測量誤差的相應措施

（一）解決隨機誤差的相應措施

對同一個測量目標的數(shù)值進行多次重復測量時，每次測量得出的結(jié)果絕對值和符號表示都存在誤差，進行測量的次數(shù)越多，這種隨機性的誤差就會慢慢的減少，通常情況下，隨機誤差的規(guī)律都符合高斯分布規(guī)律。進行測量的技術人員可以使用數(shù)理統(tǒng)計的方法來對隨機誤差的出現(xiàn)進行評估預算，從而得到多次測量數(shù)據(jù)的平均值。

（二）解決系統(tǒng)誤差的相應措施

在相同的測量條件下，對同一個測量目標進行反復的測量時，測量結(jié)果會出現(xiàn)有規(guī)律的誤差特點。在進行對棉花的測量時影響棉花檢測儀器測量精準度的原因，很大一部分就是因為出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差。通常情況下，系統(tǒng)誤差越小，最后的測量精準度就越高，系統(tǒng)誤差越大，所得到的測量數(shù)據(jù)精準度越低。在對多次測量結(jié)果進行總結(jié)時，改進系統(tǒng)誤差，可以使用誤差補償、比較修正的方法。

（三）解決重大誤差的相應措施

當進行棉花的檢測測量時，因為工作人員在進行棉花檢測設備的操作時粗心大意、以及自身技術達不到相應的要求，會使對棉花的測量數(shù)據(jù)與實際的數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較大的重大誤差。要避免棉花測量時出現(xiàn)重大誤差，就必須提高操作檢驗儀器工作人員的工作責任心。此外，解決重大誤差的方法還可以在檢測儀器加裝異常報警裝置，當工作人員使用棉花檢驗儀器測量棉花時，出現(xiàn)的誤差超過規(guī)定范圍時就會發(fā)出報警信號，使工作人員及時做出改變[2]。

（四）解決計量儀表出現(xiàn)誤差的相應措施

對棉花進行檢驗測量時，顯示測量數(shù)據(jù)的儀器就是設備上的電工測量儀表，這些儀表的作用就是顯示棉花的檢驗質(zhì)量和精準純度的，因此在進行棉花的檢測時，必須要檢查電工儀表的完好程度，以及工作狀況，確保在進行棉花測量時檢驗儀器能夠正常的使用。

（五）解決傳感器出現(xiàn)誤差的措施

棉花檢驗儀器的傳感器是唯一與棉花進行直面接觸的接口，棉花檢驗儀器的應用效果是否良好，與傳感器的信息采集轉(zhuǎn)換有著直接的聯(lián)系。但是在實際使用過程中，傳感器出現(xiàn)誤差會有靈敏度誤差、重復誤差等。要想解決棉花檢驗儀器傳感器的誤差，可以使用信息融合技術。信息融合技術可以對傳感器出現(xiàn)的誤差信息進行對照，找出信息中的規(guī)律和聯(lián)系，并且將沒用的信息篩除?，F(xiàn)在的棉花檢驗儀器大多數(shù)都裝備了數(shù)字傳感器，也能在一定程度上減少傳感器的誤差。

四、抗干擾技術在棉花檢驗儀器中的應用

影響棉花檢驗儀器測量精度的因素還有電磁波的干擾，所以在棉花檢驗設備中應用抗干擾技術，可以使測量數(shù)據(jù)受電磁波干擾的誤差得到有效控制。

（一）什么是干擾

在進行棉花測量時，除了檢驗儀器的檢測系統(tǒng)所用到的信息以外，其他的任何對檢測系統(tǒng)產(chǎn)生影響的信號都是干擾。

在棉花檢驗儀器進行棉花測量時，檢測系統(tǒng)接收到的信息強度十分的微弱，并且進行測量工作的環(huán)境還非常的不好，所以檢測系統(tǒng)肯定會受到各種各樣的因素干擾，在實際的操作過程中有干擾是不可避免的，所以在棉花檢驗儀器中應用抗干擾技術，為的就是降低干擾，使測量精度得到提升。

對棉花檢驗儀器造成干擾的因素有兩種，一種是外部的電磁波干擾，還有來自內(nèi)部電路以及一些元器件的干擾[3]。

（二）消除內(nèi)部外部干擾的辦法

首先要改進棉花檢驗儀器電源接地的方式，使電源的抗干擾能力得到加強，其次在輸入信號時產(chǎn)生的串擾，可以增加屏蔽構件、以此來減少棉花檢驗儀器內(nèi)部空間的磁耦合。

（三）其它抗干擾的方法

1.應用數(shù)字濾波，清除干擾信號。

數(shù)字濾波的使用可以大大增強棉花檢驗儀器的抗干擾能力，因為數(shù)字濾波可以根據(jù)不同的信息強度和不同的干擾，選取不同的抗干擾方法，進行干擾信號的清除。

2.加強信息的防護。

加強對檢測系統(tǒng)的信息防護能力，設置相應的使用權限和信息加密等手段，也是防治棉花檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差的一種辦法，它可以使人為因素對檢驗數(shù)據(jù)造成誤差的幾率降到最低。

五、結(jié)語

隨著我國科技技術水平的不斷提高和發(fā)展，對棉花檢驗儀器的研究也越來越完善，要想使儀器測量的數(shù)據(jù)更加的精準，必須要把造成誤差的相關因素搞清楚，而后，通過對相應誤差的分析對比，研究出一套更加完善的解決辦法，使棉花檢驗儀器的測量精度更上一層樓，把我國棉花的質(zhì)量提升到更高的水平。