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通道数据精度的评估

提示:

对于一个测量用的通道,最重要的是它的准确度。这个通道由三个模块串联组成,即传感器、模数转换器和数据处理模块。它的每一个环节都影响总的精度。因为这三者之间处理数据的不相关性,所以它的总误差是各个环节误差平方和的平方根。其中传感器本身的误差在一旦选定之后,无法改变。这样也就间接地为确定其他两个环节的误


    对于一个测量用的通道,最重要的是它的准确度。这个通道由三个模块串联组成,即传感器、模数转换器和数据处理模块。它的每一个环节都影响总的精度。因为这三者之间处理数据的不相关性,所以它的总误差是各个环节误差平方和的平方根。其中传感器本身的误差在一旦选定之后,无法改变。这样也就间接地为确定其他两个环节的误差,提出了可供参考的数据。因为过分地追求改善其他环节的精度,除了增加成本之外,对提高整个通道的精度贡献十分有限。对于模数转换器而言,除了硬件自身的品质(线性度、抗环境影响等指标)之外,量化误差(用带有阶梯状的曲线代替原来的直线)决定了它的最小极限误差,也就是确定选用多少“位”的模数转换器的依据。一般选用时,它的误差能够小于传感器误差的1/10也就足够了。

    下面我们单独地估算一下数据处理环节可能的最大误差,也就是PLC的计算误差。从前面的程序中可以看出,计算相对误差时,只需要计算它的有效数值的误差即可,至于它被放大或缩小了多少倍,则无关紧要。有几个处理环节带来了计算误差:①用减去5715而不是用5715.2。②多次使用减去619而不是用619. 0848。最多可能减17次之多。因此最多可能少减了0.217×0.0848=1. 6416。在除以8之后,仅为0.2052。③求取K值的除8运算中,为了进行四舍五入,预加了4。因此最后所能造成的后果是,求出的K值误差由±0.5改为+0. 7052-0. 2948。取其绝对值较大者,实际可造成的最大误差为

    10  0. 00389×K =10  0. 00389×0.7052 =10  0. 002743=1.  00634

    由此可见,此前计算可能带来的最大相对误差为0634%。在计算的最后步骤中还有一次四舍五入的计算,最终相对误差最大值为0. 634%+0.5/读人数。实际上,由PC计算机仿真计算的结果远小于以上的估算。当然,还可以进一步设法减少误差,但计算程序也相应地变得复杂一些。


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