標題: 揭示：誤差原來是這樣組成的… [打印本頁]
作者: 51黑專家 時間: 2016-4-27 23:57
標題: 揭示：誤差原來是這樣組成的…
摘要
誤差是一個熟悉的字眼，它與我們息息相關，也讓我們的生活處處充滿了矛盾。 手表的誤差讓時間不準，秤的誤差讓購買不公平，大家自然的想到我要消除它！ 可遺憾的告訴大家，誤差是不可避免的，只能減少，本文將深度解析誤差的組成。
俗話說天下沒有兩片相同的葉子，我要說世間沒有一樣的標尺。去菜場買過菜的人應該都會知道菜場有一個公平秤，如果你覺得斤兩有問題可以去公平秤驗證一下。你買的菜只要去公平秤稱一稱，會發現跟菜農的秤多少都會有點差異，今天就來分析一下差異是怎么來的。
上面所說到的同樣的兩桿秤，去稱同一件物品，會得出兩個不同的斤兩。用專業的話說，就是存在誤差。再專業一點，稱的誤差包括讀數誤差和量程誤差。那么什么是讀數誤差、什么是量程誤差呢？用專業術語來講，讀數誤差是指與測量值成比例的誤差，而量程誤差是指與測量值無關的固定誤差。專業術語是不是很難理解。我們來舉個例子就好清晰很多。還是去菜場買菜，我跟老板說，來點瘦肉，老板一刀下去稱了一下，0.51斤，老板說：“給你，算0.5斤，15塊錢！”這里的0.51-0.5=0.01斤，就是我們說的讀數誤差�；仡^我們去公平秤稱了一下，發現只有0.41斤，找老板理論，最后發現老板的秤不準，公平秤的1斤，在老板的秤上稱出了1.1斤，這里的1.1-1.0=0.1斤，就是我們說的量程誤差。
現在我們對讀數誤差和量程誤差是不是就清楚很多啦。但凡是測量設備或儀器，都會存在讀數誤差和量程誤差。讀數誤差主要反應的是設備廠商對測量數據處理的好壞，而量程誤差則反應的是設備相對標準源的準確性。因此一臺的測量儀器精度好壞，要從讀數誤差和量程誤差兩方面來分析。
以ZLG致遠電子的功率分析儀PA系列為例，讀數誤差由其先進的系統架構保證，PA系列有兩套系統架構如下圖所示。架構1，信號經調理電路由16位ADC采樣，之后通過5000V隔離保護處理，用FPGA+DSP架構進行數據預處理，而后通過PCIE總線上傳數據到主機，主機下發100M同步時鐘同步各個板卡通道。架構2，信號經調理電路由18位ADC采樣，之后5000V隔離保護，用FPGA進行數據處理，而后通過PCIE和SERDES總線上傳數據，主機下發100M同步時鐘同步各個板卡通道，并外擴光纖和WIFI功能。
量程誤差的處理，就不僅僅是做好自身設備那么簡單，還需要有更高級的標準源和有效的朔源體系進行保障。下圖為PA系列的校準設備。分別是安捷倫頂級8位半萬用表3458A，福祿克全球頂級校準源5720A，福祿克最準確全面的電能功率標準源6105A以及福祿克5520A。所有校準設備都從中國計量院朔源，從而保障研發生產的檢測儀器準確可靠。
說了這么多，我們明白了一臺好的測量儀器不僅自身要做的精細精準，更要用好的標準源進行校準。說到這里需要提醒所有使用高精密測量儀器的朋友，由于電子元器件會隨著使用時間而逐漸老化，其物理特性會產生一定漂移，所以高精密的儀器一定要定期進行校準才能保證精度，PA系列功率分析儀建議至少一年校準一次。
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