直接測量系統

在信號傳輸通道中，直接測量系統是指能得到最直觀的測量結果，得到輸入輸出的部分。在工程測試實踐中，直接測量系統的目的是從測量對象中獲取有用信息。

基本介紹

• 中文名：直接測量系統
• 套用領域：機械加工
• 目的：從測量對象中獲取有用信息

背景介紹

工具機加工誤差補償是提高加工準確度的重要途徑。正確測量工具機主軸迴轉誤差是實現加工誤差補償的前提, 但長期以來這一問題一直未能很好解決。補償控制信號的獲取成為誤差補償控制技術研究中的一個難點。

現行的誤差補償系統中, 主軸迴轉誤差的測量方法是: 利用感測器相對被加工表面( 或標準件表面) 測量, 再用誤差分離的辦法獲得主軸誤差運動值。這類測量方法都是間接測量, 其缺點是大量的數據處理工作會帶來運算誤差, 影響測量準確度; 同時, 由此造成控制信號的時延。這樣在對加工誤差補償時, 誤差信號的測量點與控制切削點不一致, 即存在相位差, 使補償控制方法難以奏效。

改良測量誤差措施

利用帶弧形極板的差動感測器相對主軸表面直接測量, 可以獲得正確的主軸徑向誤差運動值, 為工具機加工誤差實時補償提供控制信號。整個測試系統較簡單, 操作中對感測器安裝位置無特別的準確度要求。經在實際誤差補償系統中套用、驗證, 效果良好。

電子工程領域的直接測量系統

在實際直接檢測系統中，很難達到量子極限檢測。實際系統總會有背景噪聲、檢測器和放大器的熱噪聲。

背景限信噪比可以在雷射檢測系統中實現，是因為雷射光譜窄，加濾光片很容易消除背景光，實現背景限信噪比。

系統趨近於量子極限意味著信噪比的改善，可行方法是在光電檢測過程中利用光檢測器的內增益獲得光電倍增，如光電倍增管。當倍增很大時，熱噪聲可忽略，同時加致冷、禁止等措施減小暗電流及背景噪聲，光電倍增管可達到散粒噪聲限。在特殊條件下可趨近於量子限。但倍增管也會帶入噪聲，增益過程中使噪聲增加。

在直接檢測中，光電倍增管、雪崩管的檢測能力較高，採用有內部高增益的檢測器可使直接檢測系統趨近於檢測極限。對於光電導器件，主要噪聲為產生複合噪聲（極限散粒噪聲），光電導器件極限信噪比低，NEP較大。