本文關(guān)鍵詞：虛擬儀器動態(tài)測量不確定度評估方法研究

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【摘要】：虛擬儀器的測量不確定度評估是目前虛擬儀器研究和應(yīng)用的難點(diǎn)之一。測量不確定度評估的主要依據(jù)是《Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement(簡稱GUM)》。然而對于儀器動態(tài)測量不確定度評估,GUM并沒有給出明確的計(jì)算方法。目前對于虛擬儀器不確定度的研究,大多是針對虛擬儀器的單一環(huán)節(jié),對虛擬儀器合成不確定度,尤其是動態(tài)測量不確定度的研究,還顯得非常不足。因此,需要研究一種高效的評定虛擬儀器動態(tài)測量不確定度的方法。針對之前所述的問題,本課題進(jìn)行了如下工作：1.基于GUM分析儀器測量測量不確定度評估的基本原理、方法及應(yīng)用范圍,為研究虛擬儀器的測量不確定度評估奠定基礎(chǔ)；2.針對傳感器的動態(tài)測量,基于其頻率特性建立不確定度評估模型,并提出其測量不確定度評估方法。首先對傳感器的頻率特性曲線進(jìn)行擬合,再以頻率特性所描述的動態(tài)信號的幅值的衰減和相位的滯后,依此對傳感器動態(tài)測量不確定度進(jìn)行評估。3.將ADC作為離散系統(tǒng)進(jìn)行分析,建立它的動態(tài)測量不確定度模型,利用z變換理論,將脈沖傳遞函數(shù)的形式表達(dá)該數(shù)學(xué)模型。根據(jù)脈沖傳遞函數(shù)分析ADC的信號傳遞,評估ADC的動態(tài)測量不確定度。4.在不能獲取ADC的脈沖傳遞函數(shù)的情況下,需要對ADC的動態(tài)性能參數(shù)進(jìn)行分析,根據(jù)量化誤差計(jì)算A/D轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的噪聲,進(jìn)而考慮A/D轉(zhuǎn)換過程中的諧波,計(jì)算分析了ADC的脈沖傳遞函數(shù)；將ADC的脈沖傳遞函數(shù)通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換,以傅里葉變換的形式表示,計(jì)算ADC的頻響函數(shù)；最后根據(jù)ADC的頻率響應(yīng)函數(shù),評估ADC的幅值與相位的不確定度分量。5.以CA-YD-106加速度傳感器和NI-PXIe-6368采集卡為基礎(chǔ),搭建虛擬儀器測量平臺,對虛擬儀器動態(tài)測量不確定度進(jìn)行評估,驗(yàn)證以上方法。
【關(guān)鍵詞】：虛擬儀器 動態(tài)測量不確定度 頻率特性 z變換 動態(tài)性能參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題來源及背景11
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 課題研究目的與意義11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀13
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容13-16
• 第二章 測量不確定度評估理論與分析16-23
• 2.1 測量不確定度的提出與發(fā)展16-18
• 2.1.1 測量不確定度的提出16
• 2.1.2 測量不確定度與誤差的區(qū)別16-17
• 2.1.3 測量不確定度的來源17-18
• 2.2 測量不確定度評定方法18-21
• 2.2.1 不確定度A類評定方法18-19
• 2.2.2 不確定度B類評定方法19
• 2.2.3 擴(kuò)展不確定度評定19-21
• 2.3 測量不確定度報(bào)告21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 傳感器動態(tài)測量不確定度評估23-29
• 3.1 傳感器動態(tài)特性分析23-24
• 3.2 基于頻率特性的傳感器動態(tài)不確定度評估24-28
• 3.2.1 傳感器動態(tài)測量不確定度來源25
• 3.2.2 傳感器頻率特性的擬合與計(jì)算25-26
• 3.2.3 基于傳感器幅頻特性的不確定度分量評估26
• 3.2.4 基于傳感器相頻特性的不確定度分量評估26-28
• 3.3 本章小結(jié)28-29
• 第四章 ADC動態(tài)測量不確定度模型29-34
• 4.1 離散系統(tǒng)分析和z變換29-32
• 4.1.1 z變換理論29-30
• 4.1.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型30-32
• 4.2 ADC測量不確定度評估方法32-33
• 4.2.1 ADC測量不確定度來源32
• 4.2.2 基于脈沖傳遞函數(shù)的ADC不確定度評估32-33
• 4.3 本章小結(jié)33-34
• 第五章 虛擬儀器動態(tài)測量不確定度評估34-43
• 5.1 ADC動態(tài)測量不確定度來源與評估模型34-35
• 5.1.1 ADC動態(tài)測量不確定度來源34
• 5.1.2 ADC動態(tài)測量不確定度評估模型34-35
• 5.2 量化與量化誤差35-37
• 5.2.1 量化的定義35
• 5.2.2 量化誤差及其影響因素35-37
• 5.3 諧波與總諧波失真37-38
• 5.4 ADC動態(tài)測量不確定度評估38-42
• 5.4.1 ADC的量化誤差38-39
• 5.4.2 A/D轉(zhuǎn)換中失真信號的模型39-40
• 5.4.3 虛擬儀器動態(tài)測量不確定度評估40-42
• 5.5 本章小結(jié)42-43
• 第六章 實(shí)例43-51
• 6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原理43-44
• 6.2 傳感器動態(tài)測量不確定度評估44-46
• 6.2.1 幅值的不確定度評估44-45
• 6.2.2 相位的不確定度評估45-46
• 6.3 一種虛擬儀器動態(tài)測量不確定度評估46-49
• 6.3.1 利用GUM方法評估虛擬儀器動態(tài)測量不確定度47-48
• 6.3.2 利用動態(tài)評估方法評估虛擬儀器動態(tài)測量不確定度48-49
• 6.4 本章小結(jié)49-51
• 第七章 總結(jié)與展望51-53
• 7.1 總結(jié)51
• 7.2 展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 致謝57-59
• 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59
• 參與的科研項(xiàng)目59
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59

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