本文目录一览：
1.各类测量误差与精度理论机床测头消除误差
本文旨在让大家了解如何在低端电流检测中使用单端放大器，包括pcb布局技巧和注意事项，以及如何优化布局提高检测精度。
1. 在低端电流检测中使用单端放大器
低端检测的主要优点是，可以使用相对简单的配置来放大分流电阻器上的电压。例如，运算放大器的可以做电机控制应用中低成本电流检测使用。
图1
然而，这种低成本的ag九游会j9登录入口旧版的解决方案可能会带来很多测量误差。为了能够准确测量电流，我们需要考虑可能影响电路敏感节点（如放大器输入）的任何非理想效应。这也是我们在这篇文章中重点讨论的点。
2. pcb走线电阻的影响
一个重要的误差是由于pcb走线造成的寄生电阻rstray。由于待检测电阻rshunt在毫欧范围内的值很小，任何与rshunt串联的寄生电阻rstray都可能对测量结果产生明显误差。如下图所示，寄生电阻等效电路图。
图2
根据应用，iload可高达数百安培。因此，即使是很小的rstray值也会产生相当大的误差电压verror。该误差电压将被放大器放大并出现在输出端。
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由于铜电阻的温度系数相当高（约0.4?），rstray的值会随温度发生很大变化。因此，当该电路应用在大范围温度变化的场景时，寄生电阻会会因温度变化产生相当大的误差。因此，为了降低误差电压verror，我们应该避免长走线以最小化rstray。
值得一提的是，消除rstray误差的更有效ag九游会j9登录入口旧版的解决方案是差分放大器而不是单端放大器。单端放大器检测节点a相对于地的电压。然而，差分放大器具有差分输入可以检测rshunt两端的电压。如下图所示：
图3
差分放大器的传递函数由下式给出：
由于差分放大器的差分输入检测rshunt上的电压，pcb走线的电阻不会产生误差。我们将在以后的文章中更详细地研究差分放大器配置。
3. 阻焊电阻的影响
另一个误差源是与检测电阻串联的焊接电阻，如下图所示：
图4
在该图中，负载电流沿红色箭头方向从左向右流动。垂直走线将分流电阻器连接到放大器输入（in 和in-）。因此，放大器会检测a点和b点之间的电压差。检测电阻的实际值将为rshunt 2rsolder。焊接电阻可以在几百微欧的范围内。
尤其是在使用小分流电阻器时，该误差变得显着。例如，使用0.5mω分流电阻和iload=20a，焊接电阻的误差可能高达22?为了解决这个问题，放大器输入应直接连接到分流电阻而不是载流走线，如下图是优化后的pcb布局图。
图5
在这种情况下，有两对pcb焊盘：一对用于将rshunt连接到负载，另一对用于将rshunt连接到放大器输入。在大电流应用中，放大器消耗的电流(iamp)远小于iload。因此上述布局可以减少阻焊电阻造成的误差。
为了更好地理解这种技术，让我们比较两种情况下的感测电压。对于图4所示的布局，检测到的电压为：
由于iamp比iload小得多，我们有：
公式1
这给出了2rsolder1*iload的误差电压。图5中的布局如何？该布局的电路图如下所示：
图6
请注意，电流iload无需通过rsolder2即可返回其源。测得的电压为：
在这种情况下，误差为2rsolder2*iamp，它远小于公式1，因为iamp远小于iload。这种电路结构我们通常称为开尔文接法，这种接法在很多领域中得到使用，开尔文接法能使我们准确测量阻抗。
图7显示了采用kelvin传感技术的其他一些pcb布局：
图7
4. 噪声地平面
图8显示了另一个误差源，噪声地平面。
图8
前文提到，由于普通放大器的单端输入测量的是节点a相对于地的电压。假设我们的电路板有一个专用的接地层，可以在rshunt附近放置一个过孔，以将b点保持在系统接地电位，并最大限度地减少pcb走线电阻的误差。
另一个敏感节点是节点c，耦合到节点c的任何信号都将被放大并出现在输出端。因此，我们也需要将节点c保持在地电位。
但是，假设地有噪声，并且一些电流流过地平面，如图8所示。这将导致节点b和c之间的电位差，而我们理想情况下期望它们处于相同的电位。
假设节点b保持在地电位，与地电流的电压差将出现在节点c并在输出端引入误差。为避免此错误，建议使用使节点b和c彼此非常接近的pcb布局。
图9
上图9显示了一个将上述考虑因素考虑在内的示例布局。我们使用的是sot23封装的运算放大器。
需要注意的是，开尔文连接用于检测分流电阻器上的电压。另外，r1和rshunt的接地侧彼此需要非常靠近。
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转载自：嵌入式微处理器
原文链接：低端电流检测如何减小测量误差？
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2.cod测定时如何有效减少误差大多数人的方法都不靠谱
#头条创作挑战赛#
质量流量计测量精度较高，近年来在各行业被广泛推广和应用，从测量液体，推广到测量气体，再到测量高温高粘度流体。任何原理研制的流量计在测量中都会产生偏差，将偏差最小化成为计量行业的重中之重，本文根据质量流量计在某单位多年的广泛应用，分析质量流量计在测量不同介质时，产生偏差的原因及解决办法，以及由于质量流量计本身的性能，提出有待改进的问题，供同行参考。
最初质量流量计在工业上投入使用时，认为温度和压力变化对其测量没有影响，实际并非如此，温度影响以本单位冬季油品装船为例，油罐出口油温在40℃左右，经过几千米管线，油品出口位置油温下降到10℃左右，这两个位置分别安装检定合格的质量流量计测量，测量结果相差达到千分之一以上；远程输油管线，输出和接收位置管线内压力相差1mpa以上，同样引起两端测量结果不一致。可见，即使原理上温度和压力对其测量没影响，但在工况下温度和压力变化对震动管的材质有一定影响从而使振动状态发生变化引起了偏差，技术上材质是做不到100?想的。
温度和压力引起的偏差通过安装温度变送器和压力变送器进行补偿，得以解决；安装因素可以通过严格控制安装注意事项，比如合理控制前置直管段，减小安装应力等得以解决；环境因素可以通过合理选择安装位置避免环境干扰来实现，再合理设置仪表参数，这些影响因素都是可控的，可以解决的。可见，流量计要让它高精度测量，是有条件的，实质上，这些前期工作是在创造一种理想状态，高度模拟实验室状态，以保证流量计使用时能达到溯源时精度。
3.质量流量计产生偏差的可控因素及解决办法
产品测量知识和方法与数字质量有什么关系？1.如果你能衡量一件事，并用数字表达出来，你就会对它有深刻的理解；但是如果你不知道如何去衡量，不能用数字来表达，那么你的知识可能很差，不尽人意。2.我们通过“规则”和“时刻”了解质量。只有测量才能得到数据，只有拥有数据才能计算，只有计算才能分析，只有分析才能优化，只有优化才能保证。3.测量是感知的质量，数字化是在“知其所以然”的基础上“知其所以然”的ag九游会j9登录入口旧版的解决方案。只有善于用数学解决问题，才能避免“看起来对的，其实是错的”。如果你认同以上逻辑，那我们来学习一下数字质量业务层的基础知识:一、测量精度测量精度是仪器最重要的参数之一。大部分仪器精度基本都是1?1/1000，有的能达到1/10000。精度越高，测量误差越小。误差是如何定义的？二。测量误差术语真实值:被测量本身的真实值，这是一个理想的概念，一般很难知道。指定真值:国家建立各种尽可能保持不变的物理标准，并以法令的形式将其中体现的值指定为计量单位的指定值，也称为约定真值。实际值:国家通过一系列各级实物计量标准形成一个价值传递网络，逐级比对国家标准中体现的计量单位，传递到日常工作仪器或量具上。在每个级别的比较中，反映在更高一级标准中的值被视为准确值。标称值:在测量仪器上校准的值。由于制造和测量精度的不足以及环境因素的影响，标称值不一定等于其真值或实际值，因此应标出误差范围或精度水平。对于100hz的标称值，工作误差≤ 3?hz。实际值为100 100x3?hz。指示值:测量仪器指示的测量值。指示值可能与测量仪器的读数不同。三。测量误差的分类根据其性质和特点，测量误差可分为三类:系统误差、偶然误差(随机误差)和疏忽误差。系统误差在一定的测量条件下，测量值含有固定的或按一定规律变化的误差，称为系统误差。系统误差通常是由测量仪器、测量仪器和仪表本身的误差引起的。此外，由于测量方法和测试人员测试习惯的不完善而产生的误差也称为系统误差。系统误差的大小可以衡量测试数据与真值的偏差，即测量的准确度。系统误差越小，测量结果就越准确。消除或减少系统误差1.消除导致系统误差的因素是减少系统误差的最基本方法:-选择高精度水平的仪器和设备，消除仪器的基本误差；-使仪器和设备在规定的条件下工作，以消除仪器和设备的附加误差；-选择合理的测量方法，设计正确的测量步骤，消除方法误差和理论误差；——提高测量人员的测量质量，改善测量条件，杜绝人员误差。2.用修正的方法来消除在测量的数据处理过程中，自动或手动将测量读数或结果与校正值相加，以消除或减弱测量读数或结果的系统误差。3.使用特殊的测量方法来消除替代方法:先将被测ax连接到测量装置上，将测量装置调整到某一状态，然后用与被测ax相同种类的标准量an替换ax，调整标准量an，使测量装置回到原来的状态，于是ax=an。差值法:测量被测ax与标准量an的差值a，即a=ax-an，用ax=an-a得到测量值。正负误差补偿法:在不同的测量条件下，对被测物体进行两次测量，使一次测量结果的误差为正，另一次测量结果的误差为负，取两次测量结果的平均值作为测量结果。对称观察法:在测量过程中，合理设计测量步骤，获得对称数据，配合相应的数据处理程序，获得与影响量无关的测量结果。偶然误差它是由许多复杂因素的微小变化之和引起的，其变化规律未知，但具有随机变量的全部特征，在一定条件下服从统计规律。所以经过多次测量，总和可以用统计规律来描述。例如:电磁场的微小变化、温度的波动、空气扰动、地球的轻微地震、测量人员感官的不规则微小变化等。这些变化不受人的控制，没有规律，导致测量结果不可能完全一致。如果完全相同，只能说明仪器的灵敏度不够。虽然偶然误差不能被人消除，但它是符合正态分布的。即小的测量误差发生概率大，相对大的误差发生概率小，大小相等的正负误差发生概率也相等。正态分布偶然误差的分布规律；绝对对称相等的正误差和负误差次数相同。单峰绝对值小的误差比绝对值大的误差出现得更频繁。有界性在一定的测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的限度。随着测量次数的增加，随机误差的算术平均值趋于零。重大错误在一定条件下，测量结果明显偏离实际值对应的误差，存在过失误差的测量值属于可疑值或异常值，不能参与测量值的数据处理，应予以拒绝。有两个主要原因:一个是实验者自己造成的；其次是测量条件造成的。定性误差判断:对测量条件、测量设备、测量步骤进行分析，检查是否存在误差或引起误差的因素，或将测量数据与其他人用其他方法或不同仪器测量的结果进行核对，寻找误差。定量误差判断:根据统计学原理和相关专业知识建立的误差准则，剔除异常或不良数值。三个误差的比较以打靶为例。图3-a中的落点甚至在靶心，说明没有系统误差，但分散分布说明偶然误差较大。图3-b中的落点偏向靶心，说明系统误差大。弹着点密集在靶心，说明只有偶然误差，没有系统误差。四、测量误差的表示方法和仪器精度的校准1.绝对误差测量值x与其真值a之差称为x的绝对误差，绝对误差用△x表示，即△x=x-a..因为从测量的角度来说，真值是一个理想的概念，不可能真的得到。因此，a通常由精确的测量值x0代替。2.相对误差绝对误差只能表示测量值的近似值。但当两个不同大小的测量值的绝对误差相同时，精度就不同了。比如测量京广距离，误差是1m，误差不大，但是测量天安门广场到人民大会堂的距离，误差是1m，误差就大了。为了更习惯地衡量测量值的准确性，引入了相对误差的概念。绝对误差与测量真值的比值称为测量值的相对误差。3、仪器误差和准确度绝对误差和相对误差从误差的表现形式和测量结果上反映了一个测量值的误差，但不能用来评价测量仪器的准确度。仪器在规定的正常条件下工作时，其示值的绝对误差图与其量程图的比值称为仪器的引入误差，用一个图来表示，即一个图。因为基准误差是和距离图比较的，所以也叫基准误差。测量仪器在整个测量范围内的最大参考误差称为仪器的允许误差，即允许误差为一张图。仪器技术规范中指出的误差是指允许误差。对于指针式仪表，设允许误差的绝对值是一张图片，其中图片是仪表的准确度等级，表示仪表允许误差的绝对值，也就是我们通常所说的准确度。动词 （verb的缩写）消除系统误差的方法消除测量仪器和仪表引入的误差。在测量过程中，应根据测量精度的要求，选择不同精度等级的仪器仪表；消除由测量方法或理论分析引起的误差；一些在测量前没有充分考虑但参与测量的因素造成的误差，往往是由于理论分析不充分或采用了近似公式造成的。应该避免这些情况。消除测量员造成的误差。实验者的反应速度、固有习惯等生理特征造成的误差，属于人为误差。比如记录信号时，观测者有超前或滞后的倾向，而这种倾向因人而异，必然会产生误差，所以测量时必须考虑这些因素。不及物动词通过数据分析和观察消除误差的影响。综上所述，完全精确的测量在实际测试中是不存在的。无论是仪器的系统误差、偶然误差还是粗心误差，都无法完全避免。但是我们可以用科学的方法把误差降到最低，让测得的数据更接近真实值。最完善有效的方法和工具就是通过数据进行长期的分析和观察，避免误差的影响。
