论文摘要
虚拟仪器在科学仪器中占越来越重要的地位。论文以“虚拟仪器测量不确定度的评定研究”为题,系统地研究虚拟仪器测量不确定度评定方法,这对测量科学与仪器学科发展有重要学术价值与实际意义。论文研究工作得到2007年广东省科技计划项目(2007A060304003)资助。论文在大量参考文献的基础上,从虚拟仪器测量不确定度源、测量不确定度评定方法两方面国内外研究进展进行分析,确定本文的研究内容,主要工作包括:㈠针对传感器和A/D转换器的结构特点,提出传感器的不确定度源为非线性误差、重复性误差、温漂、迟滞等;数据采集卡不确定度源为量化误差、增益、偏置、微分非线性误差、积分线性误差等。根据在计算机实现基本运算过程中产生的舍入误差的特点及基本运算过程的误差传播规律,建立复杂运算的舍入误差模型,评定虚拟仪器软件中常用数据处理函数的舍入误差;设计虚拟仪器软件测量不确定度评定流程。㈡根据测量不确定度评定的贝叶斯估计方法,推导被测量均值和测量不确定度的贝叶斯方法估计值计算公式,设计先验信息为历史测量数据、系统误差的贝叶斯测量不确定度评定流程;结合虚拟仪器系统的特点,设计基于贝叶斯方法的虚拟仪器测量不确定度评定流程;推导贝叶斯积分的蒙特卡罗近似估计表达式;分析在已知传播函数、未知传播函数情况下,蒙特卡罗法实现虚拟仪器测量不确定度评定,设计蒙特卡罗方法的虚拟仪器测量不确定度评定流程。㈢设计应用MATLAB软件和WinBUGS软件实现虚拟仪器测量不确定度评定的总体规划;分别对数据型先验信息贝叶斯测量不确定度、误差型先验信息贝叶斯测量不确定度进行WinBUGS建模,实现WinBUG S软件与MATLAB软件接口程序;分析蒙特卡罗仿真仿真质量对测量不确定度评定效果的影响,提出MC相对误差作为蒙特卡罗仿真质量的参数;并利用该参数对蒙特卡罗仿真质量进行控制,设计仿真质量控制流程。论文实验利用压力测试系统进行虚拟仪器测量实验,对测量结果分别进行A类、B类测量不确定度评定,及贝叶斯测量不确定度的评定。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题的研究背景及意义1.2 虚拟仪器测量不确定度的研究进展1.2.1 虚拟仪器不确定度源1.2.2 测量不确定度评定方法研究进展1.3 主要研究内容及结构安排第二章 虚拟仪器测量不确定度2.1 引言2.2 虚拟仪器硬件不确定度源2.2.1 虚拟仪器的硬件结构2.2.2 传感器不确定度源2.2.3 数据采集模块的不确定度源分析2.3 虚拟仪器软件误差2.3.1 虚拟仪器软件结构及其误差来源2.3.2 数据处理函数的舍入误差分析2.3.3 虚拟仪器软件测量不确定度评定2.4 本章小结第三章 基于贝叶斯方法虚拟仪器测量不确定度评定3.1 引言3.2 贝叶斯方法测量不确定度3.2.1 贝叶斯估计方法3.2.2 贝叶斯方法测量不确定度建模3.2.3 贝叶斯方法测量不确定度评定流程3.3 贝叶斯方法虚拟仪器测量不确定度评定3.3.1 贝叶斯方法虚拟仪器测量不确定度评定的流程3.3.2 贝叶斯方法虚拟仪器测量不确定度评定的难点3.4 基于蒙特卡罗方法的贝叶斯测量不确定度评定3.4.1 蒙特卡罗方法的原理3.4.2 蒙特卡罗方法的贝叶斯测量不确定度评定3.4.3 蒙特卡罗方法在虚拟仪器测量不确定度源传播中的应用3.4.4 基于蒙特卡罗方法的虚拟仪器测量不确定度评定3.5 本章小结第四章 基于蒙特卡罗法虚拟仪器测量不确定度评定4.1 引言4.2 虚拟仪器不确定度评定的实现思路4.3 基于WinBUGS虚拟仪器不确定度的评定4.3.1 WinBUGS程序基本结构4.3.2 WinBUGS在贝叶斯方法测量不确定度评定的中的应用4.3.3 MATLAB与WinBUGS软件的接口4.4 蒙特卡罗法虚拟仪器不确定度仿真质量控制4.4.1 仿真质影响量参数及检测方法4.4.2 蒙特卡洛仿真质量控制4.5 本章小结第五章 压力测试系统测量不确定度评定5.1 引言5.2 虚拟仪器测量不确定度评定软件5.3 压力测试系统A类与B类测量不确定度5.3.1 压力测试系统软硬件结构5.3.2 GUM方法评定压力测试系统测量不确定度5.4 贝叶斯方法评定压力测试系统测量不确定度5.4.1 数据型先验信息贝叶斯测量不确定度5.4.2 误差型先验信息贝叶斯测量不确定度5.5 压力测试系统测量不确定度结果对比5.6 本章小结总结与展望参考文献攻读硕士学位期间取得的研究成果致谢
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