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一种基于蒙特卡洛法的压力传感器测量不确定度评定方法 

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申请/专利权人:中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所

摘要:本发明提供了一种基于蒙特卡洛法的压力传感器测量不确定度评定方法,该方案通过建立了基于最小二乘的压力测量模型,采用MCM分析了压力测量不确定度的传递过程,得到压力传感器的压力不确定度评定结果。该方法相较于GUM等传统“自下而上”的方法,能更加完整地保留测量不确定度的信息,过程简便,评定结果更准确,具有更好的适用性,且可以通过增加抽样数来提升评估准确度。尤其是本方案引入了实际测量误差值V0,对输出量分布特征描述的更为准确,评定结果更为精确。

主权项:1.一种基于蒙特卡洛法的压力传感器测量不确定度评定方法,其特征是:包括有以下步骤:a、对压力传感器进行测量前的校准数据的特征进行分析,包括有标准压力值与输出电压值的特征分析和正行程、反行程数据差异分析;b、建立压力测量模型,具体步骤为:压力传感器在整个测量范围内有n个检定点,各检定点的正反行程检定输出值的算数平均Vi(i=1,2,…,n),由公式(1)计算: 1其中VIi是正行程第i个检定点输出值,VDi是反行程第i个检定点输出值,按照压力传感器检定规程,由Vi与标准压力pi所确定的曲线即为此压力传感器的校准曲线;根据压力传感器的测量过程,建立基于最小二乘的测量模型,将输出电压与标准压力设定值成线性关系:V=kp+b(2)式中V为输出压力值,k为线性关系的斜率,p为标准压力设定值,b为差值;校准过程中,设定一组给定范围内的标准压力值Pi=(p1,p2,…,pn),记录传感器的输出V=(V1,V2,…,Vn),用最小二乘法可得到参数的估计值k’和b’: 3 4利用校准得到的压力-电压线性关系开展压力测量,采集到的电压V0,对应压力p为: 5由此,公式(1)~(5)即构成压力测量模型,可写成如下简化形式:p=fpi,VIi,VDi,V06;c、对步骤b中得到的测量模型已知输入量:pi、VIi、VDi、V0(i=1,2,…,n)的概率分布进行分析,判断各输入量的概率分布是否均匀、获取各输入量的均值和区间半宽值;d、采用抽样数M个样本进行MCM传播,获得M个输出值:pr=f(pir,VIir,VDir,V0r),r=1,2,3,…,M通过对M个输出值pr的离散分布G得到压力估计值p’、估计值的标准不确定度μ(p’)、约定包含概率对应的包含区间,即得到压力传感器的压力不确定度评定结果。

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权利要求:

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