[發(fā)明專利]一種基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610111567.5
• 申請(qǐng)日: 2016-02-29
• 公開（公告）號(hào): CN105758437B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊學(xué)東;黃韡霖;陳芷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01D18/00
• 分類號(hào): G01D18/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S11：根據(jù)給定的傳感器的頻率特性曲線，擬合傳感器的幅頻特性函數(shù)A(ω)以及相頻特性函數(shù)

S12：根據(jù)所述幅頻特性函數(shù)A(ω)以及待測(cè)傳感器信號(hào)A₀，得到幅值的絕對(duì)誤差σ′；

S13：根據(jù)所述幅值的絕對(duì)誤差σ′以及所述相頻特性函數(shù)分別評(píng)估所述傳感器的測(cè)量不確定度；

所述步驟S11具體包括：

S111：在給定的傳感器的頻率特性曲線的整個(gè)頻率區(qū)間選取n個(gè)頻率點(diǎn)，且使所述n個(gè)頻率點(diǎn)包含拐點(diǎn)，讀取每個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值；

S112：將所述n個(gè)頻率點(diǎn)依次相連，得到n-1條線段，得出每條線段的斜率；

S113：根據(jù)斜率對(duì)所述n個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行分段，將斜率相近的線段的兩端點(diǎn)編入同一組；

S114：利用數(shù)值方法，對(duì)每一組的所述頻率點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到幅頻特性函數(shù)A(ω)以及相頻特性函數(shù)

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的方法，其特征在于，所述步驟S12具體為：

所述幅頻特性函數(shù)A(ω)為所述傳感器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)幅值之比，所述輸出信號(hào)與所述輸入信號(hào)的幅值的相對(duì)誤差即為：

σ＝|A(ω)-1|；

則幅值的絕對(duì)誤差即為：

σ′＝σA₀＝A₀|A(ω)-1|。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的方法，其特征在于，所述步驟S13具體為：

將所述幅值的絕對(duì)誤差σ′作為所述傳感器的測(cè)量頻率的區(qū)間半寬度，假設(shè)所述幅值的絕對(duì)誤差σ′滿足均勻分布，則所述傳感器的測(cè)量不確定度的幅值分量為：

所述相頻特性函數(shù)為相位的絕對(duì)誤差，假設(shè)所述相位的絕對(duì)誤差滿足均勻分布，則所述傳感器的測(cè)量不確定度的相位分量為：

其中k為置信因子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的方法，其特征在于，所述步驟S13之后還包括：

S14：根據(jù)所述傳感器的測(cè)量不確定度，得出所述傳感器的最佳測(cè)量頻率區(qū)間。

5.一種基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

幅頻特性函數(shù)及相頻特性函數(shù)獲得單元，用于根據(jù)給定的傳感器的頻率特性曲線，擬合傳感器的幅頻特性函數(shù)A(ω)以及相頻特性函數(shù)

幅值的絕對(duì)誤差獲得單元，用于根據(jù)所述幅頻特性函數(shù)A(ω)以及待測(cè)傳感器信號(hào)A₀，得到幅值的絕對(duì)誤差σ′；以及

不確定度獲得單元，用于根據(jù)所述幅值的絕對(duì)誤差σ′以及所述相頻特性函數(shù)分別評(píng)估所述傳感器的測(cè)量不確定度；

所述幅頻特性函數(shù)及相頻特性函數(shù)獲得單元具體包括：

頻率點(diǎn)選取單元，用于在給定的傳感器的頻率特性曲線的整個(gè)頻率區(qū)間選取n個(gè)頻率點(diǎn)，且使所述n個(gè)頻率點(diǎn)包含拐點(diǎn)，讀取每個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值；

斜率獲得單元，用于將所述n個(gè)頻率點(diǎn)依次相連，得到n-1條線段，得出每條線段的斜率；

編組單元，用于根據(jù)斜率對(duì)所述n個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行分段，將斜率相近的線段的兩端點(diǎn)編入同一組；以及

擬合單元，用于利用數(shù)值方法，對(duì)每一組的所述頻率點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到幅頻特性函數(shù)A(ω)以及相頻特性函數(shù)

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于頻率特性評(píng)估傳感器測(cè)量不確定度的系統(tǒng)，其特征在于，所述不確定度獲得單元具體包括：

不確定度的幅值分量獲得單元，用于根據(jù)所述幅頻特性函數(shù)A(ω)獲得不確定度的幅值分量；以及

不確定度的相位分量獲得單元，用于根據(jù)所述相頻特性函數(shù)獲得不確定度的相位分量。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于頻率特性評(píng)估傳感器 測(cè)量不確定度的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：最佳測(cè)量頻率區(qū)間獲得單元，用于根據(jù)所述傳感器的測(cè)量不確定度，得出所述傳感器的最佳測(cè)量頻率區(qū)間。