棉花檢驗儀器測量誤差分析與處理探析

（德州市纖維檢驗所，山東 德州 253000）

受多種因素影響，棉花檢驗儀器在測量中不可避免的存在一些誤差，為此，在操作過程中需要檢驗人員結合所學知識和工作經驗，加強對各種形式誤差的分析，在分析的基礎上及時采取措施降低誤差，從而提高棉花檢驗的質量水平。

一、棉花檢驗儀器的相關工作原理

在進行棉花的檢測時，棉花檢驗儀器的傳感器會對棉花的一些數據進行收集。例如對棉花的水分、溫度、纖維等信息進行測量，當收集到所需要的信息后，傳感器會將這些信息轉換成電子信號，電子信號在通過濾波電路后傳到多路模擬開關之中，再通過微處理器將所有模擬開關中的電子信號統一傳送到控制系統中進行處理分析，而后將分析后的結果顯示出來。

二、棉花檢驗儀器測量誤差分析

（一）方法誤差

方法誤差分為理論誤差和測量方法誤差兩個方面。由于測量系統的模型大部分為多元高次的方程，沒有實解，其所求得的僅為近似解。這樣使得測量數據和真實數值間存在誤差，也就是理論誤差。同時在實際測量過程中，由于采取不同的測量方法，也可能導致最終的測量結果之間存在一定的誤差。

（二）測量器的儀表出現誤差

因為對棉花進行檢測的相關儀器比較多，每個儀器上的儀表基數都不盡相同，而且不同儀器的測量精度也不相同，相關的制造工藝也有好壞之分，所以在對棉花進行檢驗測量時，不同的棉花檢驗儀器所得到的測量結果，在儀表上顯示出的相應數值也會有所不同。

（三）測量環境造成測量數據出現誤差

當進行棉花的檢驗時，測量工作也會受到工作環境的影響，在進行棉花檢測過程中，檢測儀器使用要求的環境與現場工作環境存在較大差異時，導致儀器工作的效率下降，傳感器等部件失靈等，也會導致對棉花測量的相關數據不準確。

（四）操作人員誤差

由于測量人員自身的專業技能、綜合素質等的不同，使得測量的結果也會存在一定的誤差。測量誤差是絕對的，也是必然存在的。但是測量誤差并不意味著錯誤。通過研究測量誤差，是為了對誤差產生的機理和規律有一個更為清晰的認知，以便于為測量儀器儀表的科學合理設計、制造和使用提供借鑒和參考。因此降低棉花檢驗儀器測量誤差，是需要認真思考的重要課題。

三、棉花檢驗儀器測量誤差的處理方法

（一）隨機誤差的處理方法

在多次重復測量一個數量值時，每次測量誤差的絕對值和符號表示都存在不同程度的誤差。伴隨測量次數的增多，這種隨機誤差會相應的減少，測量操作體現出一定的規律性。在一般情況下，大多數的隨機誤差服從高斯分布規律，相關人員可以應用數理統計的方法來估算隨機誤差出現的可能，對被測量數據進行多次重復檢查，計算平均值。

（二）粗大誤差處理方法

指測量值明顯與實際值不符的誤差。這種誤差是人為的，粗心大意產生的誤差。對此類誤差，只能采取提高操作人員責任心，或在儀器上增加異常報警裝置等方式加以解決。在測量軟件中預置了置信概率，確定相應的置信區間，凡超過置信區間的誤差就認為是粗大誤差。

（三）標準計量儀表誤差處理方法

通用電工測量儀表是對棉檢儀器的檢定和校正，是棉檢儀器的標準，對棉檢儀器的設計生產至關重要。其實，從設計理念上來分析，兩者電路程式是一樣的，其精度和測量誤差產生的原因也是一樣的。那么，用電工測量儀表對同一種精度要求的棉檢儀器完成檢定是一種不可信的做法。另外，針對棉檢儀器的特殊性，電工測量儀表的數據采集手段亦值得商榷。由于現代棉檢儀器處理及輸出的基本都是數字化信息，因此，使用常規的磁電式信號采集方式必然帶來較大的系統誤差。而現在常用的所謂數字化測量儀表，僅僅是處理顯示數字化了，對前端信號采集仍然采用模擬信號的方式，這里的弊病不言而喻。

（四）傳感器誤差的處理方法

傳感器是棉花檢驗儀器和周圍環境之間的唯一接口，傳感器本身的轉換誤差能力直接影響棉花檢驗儀器的應用性能。傳感器的靜態特點會引起非線性誤差，比如測量棉花包溫度的傳感器一般是半導體PN結，它是一種非線性器件，在應用過程中出現的靜態誤差有重復誤差、靈敏度誤差、溫度誤差等。傳感器的動態特性主要是指伴隨測量時間變化傳感器出現的響應特點。對于傳感器誤差，可以應用信息融合技術進行處理。信息融合技術能夠從多種信息視角對誤差進行處理，找出棉花檢驗儀器信息的內在規律和聯系，及時剔除無效信息、錯誤信息。在眾多形式的傳感器中，數字傳感器能夠獲得數字量，因此，現階段的棉花檢驗儀器大多都配置了數字傳感器，通過提高A/D轉換器的分辨率來減少數據量化誤差。

結束語

總之，科技水平的提升以及棉花檢驗體制的不斷完善，使得棉花儀器化檢測備受推崇，且呈現出高速發展態勢。然而在開展棉花儀器化檢測過程中，測量誤差是難以避免的，也是必然存在的。通過對誤差進行分析，探究降低誤差的措施，對于提升棉花檢測質量水平意義深遠，這也是值得每一個檢驗人員思考的重要課題。