摘 要：系統(tǒng)誤差是指在同一條件下多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號保持恒定，或按某一確定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差不像隨機誤差那樣有一些普遍方法來處理。只能針對具體情況采取相應的措施。

關鍵詞：彈簧拉壓力 誤差處理 直線校正

中圖分類號：TH124 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0059-01

彈簧拉壓力參數(shù)是槍械靜態(tài)參數(shù)之中重要的一項，而槍械靜態(tài)參數(shù)是槍械定型試驗中必測的項目。在實際應用中，精確測量和綜合分析這些參數(shù)能對槍械進行客觀、全面的評價。特別是近年來大量高新技術(shù)、新材料在輕武器研制上的應用，大大促進了槍械的發(fā)展，從而在槍械靜態(tài)參數(shù)測試方面也提出了更高的要求。選擇一種較好的誤差處理的方法顯得尤為重要。

1 建立誤差模型修正系統(tǒng)誤差

先通過理論分析來建立系統(tǒng)誤差模型，由誤差模型求出誤差修正表達式，誤差修正表達式中一般含有若干誤差因子，修正時，先通過校準技術(shù)來求得這些誤差因子，然后利用誤差因子和修正公式來消除或減小系統(tǒng)誤差的影響。至于誤差模型的建立，必須根據(jù)具體情況進行具體分析，沒有統(tǒng)一的方法可尋。

2 利用校正曲線通過查表法修正系統(tǒng)誤差

在較為復雜的儀器中，對較多的誤差來源往往不能充分的了解，因此難以建立適當?shù)恼`差模型。這時可通過實驗，即通過實際校準求得校準曲線，然后將曲線上各校準點的數(shù)據(jù)存入存儲器的校準表格中，在以后的實際測量中，通過查表來求得修正后的測量結(jié)果。用查表法來處理誤差時，顯然列表的數(shù)據(jù)越詳細查表結(jié)果越準確，但這明顯不合實際。精度每增加一倍相應的數(shù)據(jù)量（即存儲空間）也會增加一倍。無限制地要求精度會使的存儲數(shù)據(jù)量按幾何倍率上升。在實際操作中，為了減少存儲空間用計算量的增加來實現(xiàn)。取得較少的校準點后，在表中查不到的數(shù)據(jù)由內(nèi)插法（分段直線擬合）來計算。以此來提高精度，減少殘余誤差。

3 非線性的校正

許多傳感器、檢波器及其它敏感元件的輸出信號與被測參數(shù)間存在明顯的非線性關系。為使智能儀器直接顯示各種被測參數(shù)并提高測量精度，必須對非線性進行校正，使之線性化。本系統(tǒng)采用的力傳感器輸出也必須要進行線性化處理之所以要線性化，是因為線性化有很多的好處：為使傳感器的輸出能不失真地復現(xiàn)輸入量的變化，必須使其幅頻特性為常量，相頻特性為線性關系，這是使用傳感器完成量值變化的基本要求。（1）傳感器線性特性可以簡化理論分析和設計計算；（2）傳感器線性特性便于應用線性系統(tǒng)的疊加原理進行對各種干擾因素的補償；（3）傳感器線性特性便于數(shù)據(jù)處理和標定；（4）傳感器線性特性主要目的是提高測量精度水平。

非線性校正的方法可以分為代數(shù)插值法、分段插值法、最小二乘法等等。

4 誤差處理方法

在選擇哪種誤差處理方法前，先通過實驗測量和觀察得到在系統(tǒng)工作范圍的一組互異點。也就是得到一個傳感器壓力-電壓輸出的數(shù)據(jù)表。（表1）

現(xiàn)在對上述數(shù)據(jù)進行基于直線方程校正、分段直線校正和拋物線插值等方法的非線性處理。以比較哪種方法更有利于本系統(tǒng)使用。

4.1 直線方程校正

使用（3.00，0.60）和（7.90，1.58）兩點來求解直線方程：

可得直線校正方程：

可以驗證，兩端點的擬合誤差為0，而在的時候，，誤差達到最大值為0.06 V。顯然相對于輸出不大的電壓來說，這是一個不小的誤差數(shù)據(jù)。

4.2 分段直線校正

分段直線校正有等距節(jié)分段直線校正和非等距節(jié)分段直線校正兩種。在此就以等距節(jié)分段直線校正來討論。

為了方便于計算，以最簡單的二分來討論。從表1中提?。?.00，0.60）、（5.50，1.14）、（7.90，1.58）三個點來近似替代整個表格，可得方程：

可以驗證，用兩個插值方程對數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進行非線性校正，每一點的誤差減小了。第一段的最大誤差值在點處，誤差值為0.038 V。第二段的最大誤差值在點處，誤差值為0.0415 V。分段校正明顯比直線方程校正的誤差要小很多。

4.3 拋物線插值

拋物線插值是在數(shù)據(jù)中選取三個點、、，相對的插值方程為：

節(jié)點選擇（3.00，0.60）、（5.50，1.14）、（7.90，1.58）三點。

得：

可以驗證，用這一方程進行非線性校正，在點3.30KG處有最大誤差值為0.049 V。

對比上述三種方法，結(jié)合計算機的優(yōu)勢可以看出在本系統(tǒng)中分段直線校正占有優(yōu)勢。