ATS校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理新方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛快發(fā)展，人們對(duì)測(cè)試系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)試已經(jīng)不能滿足需要，取而代之的是一系列能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試的專用或通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（ATS,automatic test system）。而ATS作為應(yīng)用廣泛的測(cè)試系統(tǒng)，它自身的計(jì)量特性必須通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)保證。
　　能對(duì)ATS進(jìn)行校準(zhǔn)的前提是其具有可計(jì)量性，這意味著在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研制階段，就有計(jì)量的介入，保證其良好的計(jì)量特性。從目前的文獻(xiàn)來(lái)看，

2、人們對(duì)于可計(jì)量性的研究?jī)H僅停留在初步的概念階段。為了研究可計(jì)量性內(nèi)在的理論體系，本文以ATS為例對(duì)可計(jì)量性的概念、內(nèi)涵和指標(biāo)都做了較深入的探討，并從計(jì)量和測(cè)試的關(guān)系出發(fā)，借鑒可測(cè)試性建模思路，建立了ATS可計(jì)量性的信息流模型，分析了相應(yīng)的指標(biāo)，為ATS的可計(jì)量性評(píng)價(jià)提供了有效的方法，并依照各儀器設(shè)備計(jì)量貢獻(xiàn)率，優(yōu)化了ATS的原位校準(zhǔn)周期。此外，由于ATS中待校參數(shù)和儀器眾多，本文還針對(duì)多種信號(hào)和參數(shù)的校準(zhǔn)，建立了某型ATS模擬子系統(tǒng)的可

3、計(jì)量性多信號(hào)流圖模型，并根據(jù)模型得到了相關(guān)矩陣和計(jì)量校準(zhǔn)樹(shù)，為ATS的校準(zhǔn)策略提供了指導(dǎo)和幫助。
　　在得到了ATS校準(zhǔn)數(shù)據(jù)之后，需要采用科學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行分析處理，其中包括剔除粗大誤差、評(píng)定測(cè)量不確定度、判斷儀器設(shè)備誤差是否超出最大允許誤差范圍等。鑒于不確定性理論（灰色理論、云模型、模糊理論、粗糙集理論等）的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，本文著重研究不確定性新理論在ATS校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用，包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）傳統(tǒng)的粗大誤差

4、判別原則得到的結(jié)果是絕對(duì)的，并且同一個(gè)數(shù)據(jù)在不同的準(zhǔn)則下得到的結(jié)論也不同，為了解決這個(gè)矛盾，本文提出了對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)賦予離群率的方法來(lái)衡量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是否含有粗大誤差。本文建立了粗大誤差判定的推理規(guī)則，分別應(yīng)用了Mamdani模糊控制和云模型推理法對(duì)某型ATS的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了粗大誤差判別，并提出了一種新的實(shí)現(xiàn)云模型推理中的“軟與”的蒙特卡羅方法。
　?。?）ATS測(cè)量不確定度是評(píng)價(jià)校準(zhǔn)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，傳統(tǒng)的GUM法從隨機(jī)性的角度出發(fā)，

5、只能針對(duì)隨機(jī)效應(yīng)引起的不確定度。本文提出了新的測(cè)量不確定度隨機(jī)模糊變量法（RFV,random fuzzy variable），將概率論和模糊理論統(tǒng)一到證據(jù)理論中，能同時(shí)處理隨機(jī)效應(yīng)和非隨機(jī)效應(yīng)引起的測(cè)量不確定度。本文分析了RFV法的理論基礎(chǔ)，提出了概率密度函數(shù)與隸屬函數(shù)之間的新的轉(zhuǎn)換方法，并以ATS中的數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓校準(zhǔn)為例實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)的RFV表示，結(jié)果表明該方法得到的隨機(jī)效應(yīng)引起的測(cè)量不確定度分量與GUM是一致的，而不同點(diǎn)在于

6、非隨機(jī)效應(yīng)的處理方式。
　?。?）ATS校準(zhǔn)時(shí)往往需要判斷其是否超出允許誤差范圍，實(shí)際上，由于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備并不是完全理想的，導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)論存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，也就是有相應(yīng)的誤收率和誤拒率。本文首先分析了單次校準(zhǔn)結(jié)果誤收率和誤拒率的表達(dá)式，并觀察了測(cè)試不確定度比（TUR,test uncertainty rate）對(duì)兩者的影響，針對(duì)ATS中數(shù)字萬(wàn)用表的總體校準(zhǔn)結(jié)論風(fēng)險(xiǎn)，本文采用蒙特卡羅仿真法，分析了影響因素，為減小整體的誤收率和誤拒率提供了方