等精度测量与不等精度测量实验报告

1、等精度测量与不等精度测量实验报告一、实验目的练习使用数据处理方法二、实验原理1、应变式力传感器Uo（1）单臂电桥（2）半桥（3）全桥三、实验装置RrE ARUo :2 RARUo =E -R搂主技甫 电傭镐*M捲E' Q 0-15V 工 +15VIq电源辅出QORW1 RWIo O应变传感盎实验模块RW3 RW4四、实验步骤1按照示意图连接电桥电路2、检查接线无误后，合上电源开关。按步骤调零电路。3、 依次缓慢添加砝码（20g）至托盘中心位置，示数稳定后，读数，记录数据。 添加至7个后，结束测量。4、 随机放至23个砝码至托盘中心位置，读数。用相同的砝码，反复测量10 次，记录数据，结

2、束测量。5、反复上述步骤，进行半桥、全桥电路测量，记录数据。五、实验数据1、单臂电桥重量（g）020406080100120140电压（mV）-0.225.050.275.7100.8125.4150.4175.4重量60606060606060606060（g）电压78.879.279.279.279.279.279.479.379.479.3(mV)2、半桥重量（g）020406080100120140电压（V）00.0470.0950.1430.1920.2400.2880.336重量（g）60606060606060606060电压143.143.144.144.144.144.144

3、.144.144.144.(mV)00836898793、全桥重量（g）020406080100120140电压（V）00.0980.1990.2950.3940.4900.5910.687重量（g）60606060606060606060电压0.290.290.290.290.290.290.290.290.290.29(V)4445556666六、数据处理1、依最小二乘法拟合电压一重量曲线，对电桥电压一重量关系进行标定。依最小二乘理论，自变量应为准确值，函数为相互独立服从正态分布的随机变量 （此 为一元线性回归的模型），而标定直线重量相对于电压显然为更准确的，所以即 使最后使用的为重量一电

4、压曲线，使用电压一重量曲线也是更加正确的。（这里面原理的正误在后面有讨论。）y =0.051.254x y - -0 . 7 5 02.4 0 5xy =0.6 6 74 .9 082、对相应电压值作为数据处理，由于“认为”最小二乘法标定直线为正确的，电压一重量关系对于每个数据都相同， 则最后可通过函数的平均值，标准差传递公式得出正确结果。y = kx得出相应结果 y_；人：63.13_0.4360.35 _0.10 59.99_0.063、对于粗大误差，标定曲线通过散点图发现，不存在粗大误差。（这里不进行方 差分析与显著性检验，因为通过散点图就可得图线拟合地很好， 另外即使得出结 果，对于“

5、认为”标定直线为正确的实验方法，没有任何对之后数据处理的作用， 只能将“拟合直线正确”作为原理误差）4、对于系统误差，从读数时就发现存在很明显的漂移；即使从十次测量的数据 来看，由马利科夫准则，也可判定存在明显的线性误差。但即使可以发现，误差 理论也没学相应的补偿方法。七、计算与结论若按方差反比分配权（丄:丄:丄），则依三次十次测量可得结果：1849 100 36y 二"=（60.13 _0.05） g八、感想与体会1、原理上看，除了单臂电桥有非线性误差外，标定也存在如上所述的问题。而用制造精度与所测砝码精度相同的砝码标定，虽然数据很多，可消除随机误差与单个制造的未定系统误差，但是实际有意义的值仅为60g附近的函数值。且用于 标定的数据数目还少与最后用来测量数据的数目。因此，使用更高精度的砝码标定最好，也可得到最终测量不变的系统误差。2、实验过程中，电路存在很大的漂移。虽然，每测完一组数据，都要重新电路 调零，但实验过程中，示数随时间变化很快。因此可以保持恒定载荷，记录电路 漂移规律，修正此系统误差。3、实际实验箱有最后一级运放可以调节（只可调小不可调大）放大倍数。由于开始使用mV之后又使用V档，其实造成了一组测量，从示数来看不等