棉花檢驗(yàn)儀器測(cè)量誤差分析與處理探析

（德州市纖維檢驗(yàn)所，山東 德州 253000）

受多種因素影響，棉花檢驗(yàn)儀器在測(cè)量中不可避免的存在一些誤差，為此，在操作過(guò)程中需要檢驗(yàn)人員結(jié)合所學(xué)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)各種形式誤差的分析，在分析的基礎(chǔ)上及時(shí)采取措施降低誤差，從而提高棉花檢驗(yàn)的質(zhì)量水平。

一、棉花檢驗(yàn)儀器的相關(guān)工作原理

在進(jìn)行棉花的檢測(cè)時(shí)，棉花檢驗(yàn)儀器的傳感器會(huì)對(duì)棉花的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。例如對(duì)棉花的水分、溫度、纖維等信息進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)收集到所需要的信息后，傳感器會(huì)將這些信息轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，電子信號(hào)在通過(guò)濾波電路后傳到多路模擬開關(guān)之中，再通過(guò)微處理器將所有模擬開關(guān)中的電子信號(hào)統(tǒng)一傳送到控制系統(tǒng)中進(jìn)行處理分析，而后將分析后的結(jié)果顯示出來(lái)。

二、棉花檢驗(yàn)儀器測(cè)量誤差分析

（一）方法誤差

方法誤差分為理論誤差和測(cè)量方法誤差兩個(gè)方面。由于測(cè)量系統(tǒng)的模型大部分為多元高次的方程，沒有實(shí)解，其所求得的僅為近似解。這樣使得測(cè)量數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)值間存在誤差，也就是理論誤差。同時(shí)在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，由于采取不同的測(cè)量方法，也可能導(dǎo)致最終的測(cè)量結(jié)果之間存在一定的誤差。

（二）測(cè)量器的儀表出現(xiàn)誤差

因?yàn)閷?duì)棉花進(jìn)行檢測(cè)的相關(guān)儀器比較多，每個(gè)儀器上的儀表基數(shù)都不盡相同，而且不同儀器的測(cè)量精度也不相同，相關(guān)的制造工藝也有好壞之分，所以在對(duì)棉花進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)量時(shí)，不同的棉花檢驗(yàn)儀器所得到的測(cè)量結(jié)果，在儀表上顯示出的相應(yīng)數(shù)值也會(huì)有所不同。

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

當(dāng)進(jìn)行棉花的檢驗(yàn)時(shí)，測(cè)量工作也會(huì)受到工作環(huán)境的影響，在進(jìn)行棉花檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)儀器使用要求的環(huán)境與現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境存在較大差異時(shí)，導(dǎo)致儀器工作的效率下降，傳感器等部件失靈等，也會(huì)導(dǎo)致對(duì)棉花測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

（四）操作人員誤差

由于測(cè)量人員自身的專業(yè)技能、綜合素質(zhì)等的不同，使得測(cè)量的結(jié)果也會(huì)存在一定的誤差。測(cè)量誤差是絕對(duì)的，也是必然存在的。但是測(cè)量誤差并不意味著錯(cuò)誤。通過(guò)研究測(cè)量誤差，是為了對(duì)誤差產(chǎn)生的機(jī)理和規(guī)律有一個(gè)更為清晰的認(rèn)知，以便于為測(cè)量?jī)x器儀表的科學(xué)合理設(shè)計(jì)、制造和使用提供借鑒和參考。因此降低棉花檢驗(yàn)儀器測(cè)量誤差，是需要認(rèn)真思考的重要課題。

三、棉花檢驗(yàn)儀器測(cè)量誤差的處理方法

（一）隨機(jī)誤差的處理方法

在多次重復(fù)測(cè)量一個(gè)數(shù)量值時(shí)，每次測(cè)量誤差的絕對(duì)值和符號(hào)表示都存在不同程度的誤差。伴隨測(cè)量次數(shù)的增多，這種隨機(jī)誤差會(huì)相應(yīng)的減少，測(cè)量操作體現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在一般情況下，大多數(shù)的隨機(jī)誤差服從高斯分布規(guī)律，相關(guān)人員可以應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)估算隨機(jī)誤差出現(xiàn)的可能，對(duì)被測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行多次重復(fù)檢查，計(jì)算平均值。

（二）粗大誤差處理方法

指測(cè)量值明顯與實(shí)際值不符的誤差。這種誤差是人為的，粗心大意產(chǎn)生的誤差。對(duì)此類誤差，只能采取提高操作人員責(zé)任心，或在儀器上增加異常報(bào)警裝置等方式加以解決。在測(cè)量軟件中預(yù)置了置信概率，確定相應(yīng)的置信區(qū)間，凡超過(guò)置信區(qū)間的誤差就認(rèn)為是粗大誤差。

（三）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量?jī)x表誤差處理方法

通用電工測(cè)量?jī)x表是對(duì)棉檢儀器的檢定和校正，是棉檢儀器的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)棉檢儀器的設(shè)計(jì)生產(chǎn)至關(guān)重要。其實(shí)，從設(shè)計(jì)理念上來(lái)分析，兩者電路程式是一樣的，其精度和測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因也是一樣的。那么，用電工測(cè)量?jī)x表對(duì)同一種精度要求的棉檢儀器完成檢定是一種不可信的做法。另外，針對(duì)棉檢儀器的特殊性，電工測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)采集手段亦值得商榷。由于現(xiàn)代棉檢儀器處理及輸出的基本都是數(shù)字化信息，因此，使用常規(guī)的磁電式信號(hào)采集方式必然帶來(lái)較大的系統(tǒng)誤差。而現(xiàn)在常用的所謂數(shù)字化測(cè)量?jī)x表，僅僅是處理顯示數(shù)字化了，對(duì)前端信號(hào)采集仍然采用模擬信號(hào)的方式，這里的弊病不言而喻。

（四）傳感器誤差的處理方法

傳感器是棉花檢驗(yàn)儀器和周圍環(huán)境之間的唯一接口，傳感器本身的轉(zhuǎn)換誤差能力直接影響棉花檢驗(yàn)儀器的應(yīng)用性能。傳感器的靜態(tài)特點(diǎn)會(huì)引起非線性誤差，比如測(cè)量棉花包溫度的傳感器一般是半導(dǎo)體PN結(jié)，它是一種非線性器件，在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的靜態(tài)誤差有重復(fù)誤差、靈敏度誤差、溫度誤差等。傳感器的動(dòng)態(tài)特性主要是指伴隨測(cè)量時(shí)間變化傳感器出現(xiàn)的響應(yīng)特點(diǎn)。對(duì)于傳感器誤差，可以應(yīng)用信息融合技術(shù)進(jìn)行處理。信息融合技術(shù)能夠從多種信息視角對(duì)誤差進(jìn)行處理，找出棉花檢驗(yàn)儀器信息的內(nèi)在規(guī)律和聯(lián)系，及時(shí)剔除無(wú)效信息、錯(cuò)誤信息。在眾多形式的傳感器中，數(shù)字傳感器能夠獲得數(shù)字量，因此，現(xiàn)階段的棉花檢驗(yàn)儀器大多都配置了數(shù)字傳感器，通過(guò)提高A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率來(lái)減少數(shù)據(jù)量化誤差。

結(jié)束語(yǔ)

總之，科技水平的提升以及棉花檢驗(yàn)體制的不斷完善，使得棉花儀器化檢測(cè)備受推崇，且呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。然而在開展棉花儀器化檢測(cè)過(guò)程中，測(cè)量誤差是難以避免的，也是必然存在的。通過(guò)對(duì)誤差進(jìn)行分析，探究降低誤差的措施，對(duì)于提升棉花檢測(cè)質(zhì)量水平意義深遠(yuǎn)，這也是值得每一個(gè)檢驗(yàn)人員思考的重要課題。