动态测量误差分离与修正技术一、动态测量动态测量的概念是在19世纪80年代提出的。随着科学技术和测量技术的进一步发展，动态测量技术也越来越受到了人们的重视。关于什么是动态测量，至今仍未有一个严格的科学定义。综合目前对动态测量的认识，主要有两种观点。一是：动态测量是对确定量的瞬时值及其随时间变化的量所进行的测量，这里动态测量指的是被测量为变量的连续测量过程。二是：认为测量装置在动态下使用的测量亦即为动态测量，动态是以测量装置输出变化信号为特征的。尽管对动态测量尚无统一定义，但在测量全过程中，测量系统必须处于运动状态，这种认识是一致的。若要对动态测量误差进行修正与评定，就要了解动态测量误差的特点，而动态测量误差又存在于动态测量过程之中，因此有必要知道动态测量的基本特点。主要包括：时变性，随机性，相关性和动态性。时变性：动态测量是以测量装置输出变化信号为特征的，因此动态测量数据总会随着时间t而变化。随机性：动态测量难免存在随机误差或干扰、噪声等，使动态测量数据具有随机性，即总表示为测量时间t的随机函数。况且，被测变量本身有时也表现为某种随机函数，如表面粗糙度即是。相关性：由于动态测量系统具有一定的动态响应特性，其输出值不仅与该时刻的输入值有关，且和该时刻以前的测量值有关。即动态测量的相邻瞬时值之间不是相互独立的，而是具有相关性。动态性：动态测量系统在测量过程中始终处在运动状态，需用微分方程、差分方程或状态方程来描述测量系统的输入输出关系，还常用传递函数、脉冲响应函数或频率响应函数等反映该测量系统的动态特性。在动态测量数据处理及其测量误差分析与评定中也常借助系统分析，即其动态特性的分析方法。二、动态测量误差由于外界干扰和内部结构的不稳定的存在，运动过程中的测量系统必然会产生误差。在理想情况下，被测量与测量装置相互作用后，含有被测信息的信号进入动态测量装置，经过理想变换门•，输出测量信号」I,再经理想变换门衬后，就能还原成被测量真值即：「；：打I门宀:||但在实际的测量过程中，由于种种原因，一方面动态测量系统并不能达到理想的变换门.和八*1，而是和门"，另一方面测量过程中难免存在外界扰动和噪声;则实际的测量结果为：Y(t)=71X011延用传统误差的概念，动态测量误差的定义：在动态测量过程中，动态测量结果减去被测量的真值，即：由此可见，动态测量误差是由于测量系统的静态和动态特性不理想和受外界干扰而产生的。由于被测量的确切数值一般是未知的，因此上述定义只有理论上的意义。在实际应用时，经常用误差对可忽略的约定真值所替代。由于几乎组成测量系统的各个部分都会产生误差。因此动态测量系统所产生的动态测量误差必然具有动态性和时变性，同时进一步推理可知动态测量误差数列具有随机过程性和误差之间的相关性。由于上述特性存在，使得动态测量误差的修正与评定更为复杂。三、动态测量误差理论误差理论是测试技术、仪器仪表及工程实验等领域不可缺少的重要理论基础，它在科学与生产实践中起着重要的作用，因此受到普遍重视并得到迅速发展。随着现代化、自动化和高精度测试技术的不断出现，测试结果数据处理的理论与方法也向高水平发展，而误差理论则由经典时代发展到现代化新水平阶段，逐渐形成了现代误差理论。由于动态测量技术的广泛应用，动态测量误差理论已成为现代误差理论的重要组成部分之一，而且它也是动态测量研究的重要内容之一。近年来，随着光电、数字化、微处理、自动化等技术的广泛应用以及智能化测试、柔性测试、计算机辅助测试等技术的发展，各种动态测量数据处理方法层出不穷，使动态测量误差理论得到了相应的发展，取得了一定的成果：1）动态测量数据处理方法层出不穷：动态测量数据处理方法的研究一直受到各国学者的关注，提出了许多适用的方法。这些方法主要有谱分析、回归分析、时序分析、滤波分析、神经网络、小波变换、遗传算法等。2）动态测量误差分离与修正技术：由于计算机的普及，误差分离与修正技术得到了新的飞跃，不仅使理论得到了进一步的完善而且它不再停留在理论计算阶段。而是与计算机相结合，并应...
