论全系统动态测试精度理论研究

　　现代科学技术对测试技术不断提出新的要求,推动着测试技术向更高水平发展,而现代测试技术的高精度、动态性和自动化,则成为衡量其水平的重要标志。由于动态测试已成为现代测试技术的标志和主流,但其发展历史相对于静态测试毕竟较短,因而在相关理论上的研究还不能适应需要,普遍存在以静态测试理论来处理动态测试问题,近年来国内外学者已充分认识到这一现状所导致的种种弊端,并致力于研究,也取得了某些进展。本文在分析动态测试相关理论研究已有成果基础上,根据现有的精度理论之不足,提出全系统动态测试精度理论,这是一种新颖的概念,可为动态测试精度理论开拓一种有效的研究领域和方法,具有实际应用价值。

　　1　动态测试精度理论现状分析

　　动态测试精度理论[1,2]是动态测试理论的核心问题,它的深入研究与发展对动态测试技术发展起着至关重要的作用,科学的动态测试精度理论不仅能够客观真实地描述动态测试系统的精度特性,还可以对动态测试结果给出精确的评定,并进一步提高动态测试系统的精度。现有的动态测试精度理论在精度特性描述等方面虽取得了进展并有所应用,但总体来看,还没有达到科学理想水平,存在着一些急待研究解决的问题。

　　1.1　动态测试系统特性的描述

　　传统的描述方法是把动态系统作为“黑箱”来看待,将输出与输入量之间关系用数学方法进行逼近,得到描述系统特性的传递函数。由于动态系统组成环节的复杂性和变化性以及外界干扰等因素的影响,所建立的系统传递函数具有时变性和不确定性,传统的描述方法,不分析系统的具体组成结构,缺乏对系统内部因素的认识,因而无法预知系统传递函数时变性和不确定性的原因,导致测试结果存在不可避免的误差。

　　1.2　动态测试结果精度的评定

　　近年来,传统的静态测试结果评定方法已被国际不确定度表示方法所取代,但它不适用于动态测试结果精度的评定,为此常用的方法是“以静代动”,其近似性很大,精度不高。或将动态测试数据作为随机过程来处理,并用其特征量参数来评定动态测试结果精度,由于动态测试数据包含被测变量和测试误差两部分,显然这种方法没有分离出被测量本身的时变性影响,因而不能真实反映动态测试系统的精度。

　　1.3　动态测试系统精度的提高

　　动态测试系统精度有两方面含义:其一是系统本身的精度,这是由系统内部组成硬件所决定的精度;其二是系统输出结果的精度,它包括干扰因素影响的测试结果的精度。对于这方面的精度提高,目前已有一定的方法。前者是采取提高硬件精度的方法,而后者则是通过数学建模进行误差预报和修正的方法。由于动态测试系统硬件误差具有时变性,它在使用中的时变规律又难以掌握,同时上述两种精度含义的内在联系也未能充分揭示出来,因此用现有方法提高动态测试系统精度受到了很大限制,其有效性与实用性均较差。