测量系统精度标定
测量精度 术语标准
测量精度术语标准
一、误差理论
误差是指测量结果与真实值之间的差异。
误差理论是研究这种差异的性质、产生原因、测量方法及减小误差的方法的一门学科。
误差通常分为系统误差和随机误差两大类。
系统误差：在重复测量同一被测量时，其误差大小和符号保持不变，或在条件变化时，按某一确定规律变化的误差。
如测量仪表的零点漂移、偏差等。
随机误差：在重复测量同一被测量时，其误差大小和符号无规律变化的误差。
二、精度指标
精度指标是用来衡量测量结果精确程度的具体数值，常见的精度指标有相对误差、绝对误差、标准差等。
相对误差：绝对误差与真实值的比值，常用百分数表示。
绝对误差：测量值与真实值之差。
标准差：随机误差分布的分散程度，反映随机误差的波动范围。
三、误差分析
误差分析是对测量过程中各种误差的性质、产生原因、对测量结果的影响进行分析和研究，并采取相应措施以减小误差的方法。
常见的误差分析方法有直接测量法、间接测量法、组合测量法等。
直接测量法：直接对被测量进行测量，如用卡尺测量长度。
间接测量法：通过测量与被测量有关的物理量来计算被测量，如通过测量电阻的电压和电流来计算电阻值。
组合测量法：通过组合多个直接或间接测量值来计算被测量，如通过测量角度和距离来计算三维坐标。
四、校准与标定
校准与标定是确定测量仪器准确度的活动，是保证测量精度的重要环节。
其目的在于确定测量仪器的系统误差和随机误差，提高测量的准确性。
校准与标定通常包括以下步骤：选择标准器：选择具有高准确度的标准器作为参考。
准备实验条件：确保实验条件符合规定要求，如温度、湿度等。
测量工程中的标定规范要求
测量工程中的标定规范要求在测量工程中，准确的数据是至关重要的。
为了确保测量结果的可靠性和一致性，标定规范要求成为必不可少的环节。
本文将介绍测量工程中常见的标定规范要求，并探讨其重要性及实施方法。
一、标定规范要求的定义和意义标定规范要求指的是在测量工程中，对仪器设备、测量系统以及相关参数进行准确、精确和一致性验证的标准和要求。
它们是确保测量数据真实可靠的基础，对于提高工程质量、减少误差、保证工程安全等均具有重要意义。
二、标定规范要求的内容1. 仪器设备标定要求：评估仪器设备的准确性、精确度和可靠性，包括校准日期、校准证书、测量范围等信息的要求。
2. 测量系统标定要求：对整个测量系统的准确性、稳定性和一致性进行评估，包括传感器、信号处理装置、数据采集系统等的标定要求。
3. 参数标定要求：对于测量过程中所需的参数，如温度、湿度、大气压力等，需要进行准确的标定，并保证其可追溯性和一致性。
三、标定规范要求的重要性1. 提高测量数据的准确性：标定规范要求可以帮助测量工程师准确评估和修正测量误差，从而提高数据的准确性和可靠性。
2. 保证工程质量：通过标定规范要求，可以确保测量工程中使用的仪器设备和测量系统具有一致的标定结果，从而保证工程质量的一致性和可控性。
3. 提高测量过程的稳定性：标定规范要求包括对仪器设备和测量系统的定期标定，可以有效掌握其稳定性，减少测量过程中的误差和波动。
4. 确保工程安全：标定规范要求的合理实施能够减少测量不确定度，从而提高对工程风险的识别和控制，确保工程安全。
四、标定规范要求的实施方法1. 建立标定体系：根据测量工程的特点和要求，建立相应的标定体系，包括标定流程、标定设备、标定人员等。
2. 制定标定程序：制定明确的标定程序，包括校准方法、标准物质、标定间隔等要素，确保标定的一致性和可靠性。
3. 进行日常维护：定期对仪器设备和测量系统进行日常维护，包括清洁、校准和更换关键零部件等，保证其正常工作状态。
标定的原理
标定的原理标定是指根据一定的标准或规范，对某种测量仪器或系统进行调整，使其达到精确、准确的测量要求的过程。
在工程技术领域中，标定是非常重要的一环，它直接影响着测量结果的准确性和可靠性。
本文将介绍标定的原理，包括标定的基本概念、标定的方法和标定的意义。
首先，我们来谈谈标定的基本概念。
标定是通过对测量仪器或系统进行调整，使其输出结果与实际值之间的误差最小化的过程。
这个过程包括确定测量仪器的灵敏度、线性度、稳定性等参数，并对其进行调整，使其满足测量要求。
标定的目的是确保测量结果的准确性和可靠性，从而提高产品质量和生产效率。
接下来，我们将介绍标定的方法。
标定的方法主要包括内部标定和外部标定两种。
内部标定是指利用已知的标准物理量对测量仪器进行标定，如利用标准物体的质量、长度、温度等对天平、尺子、温度计等进行标定。
外部标定是指利用已知的标准信号对测量系统进行标定，如利用标准信号源对电子设备进行标定。
无论是内部标定还是外部标定，都需要通过比对测量结果和已知标准值来确定测量仪器的误差，并对其进行调整。
最后，我们来谈谈标定的意义。
标定是确保测量结果准确可靠的关键步骤，它直接影响着产品质量和生产效率。
通过对测量仪器进行标定，可以及时发现和纠正测量系统的误差，确保测量结果的准确性。
同时，标定也是产品质量控制和质量保证的重要手段，能够提高产品的合格率和一致性。
此外，标定还可以为科学研究和工程设计提供可靠的数据支持，保障工程技术的可持续发展。
综上所述，标定是确保测量结果准确可靠的重要步骤，它通过对测量仪器进行调整，使其达到精确、准确的测量要求。
标定的方法包括内部标定和外部标定，通过比对测量结果和已知标准值来确定测量仪器的误差，并对其进行调整。
标定的意义在于提高产品质量和生产效率，保障工程技术的可持续发展。
因此，我们在工程技术领域中应该重视标定工作，不断完善标定技术，提高测量结果的准确性和可靠性。
系统标定的一种方法
系统标定的一种方法
系统标定是一种评估系统的精度和稳定性的重要方法，它有助于
检查系统中所有器件和参数之间的相互关系，以确保系统能够正常运行，同时保证系统测量结果的准确性。
一种常用的系统标定方法就是使用标定规则来确定最佳参数，即
找到最佳匹配的参数，以满足系统的功能需求。
常见的标定规则包括：最小均方差（MSE）、最小二乘（LS）、支持向量机（SVM）、逻辑回
归（LR）和神经网络（NN）等。
根据所选择的参数，然后通过应用不
同的优化算法，将这些参数调整到最佳值，以达到系统性能最优状态。
另一种系统标定方法是基于工业环境的系统标定，此方法需要在
真实工业环境下使用系统，以测量环境变量的变化和控制环境的变换。
该系统标定过程分为几个步骤：首先，计算出当前控制着环境的参数；其次，根据环境变量的变化，对参数进行调整，以达到最佳结果；最后，根据实际系统的响应，进行不断的评估和调整，以保证系统性能
最佳。
由此可见，系统标定是一种重要的系统控制方法，经过标定可以
确保系统性能达到最佳状态，而且可以提供准确和可靠的测量结果，
在工业控制领域中得到广泛应用。
THDS设备测温精度标定新模式探讨
- 53 -CHINESE RAILWAYS 2015/07研究与探讨路车辆轴温智能探测系统（THDS）设备是探测铁路车辆轴承温度、防止热切轴事故发生、保障铁路行车安全的重要设施。
其关键部件——探头是将热辐射转换为电信号的红外线传感器，安装在轨边。
要保证探头在强振动、强电气干扰、潮湿、粉尘、高低温等各种露天环境下持续正常工作，定期对探头测温精度校准非常关键。
随着铁路运输快速、重载的不断发展，维修人员在轨边利用标准热源（黑体）加热后对探头逐个进行测温精度校准的传统作业方式，已不适应新时期铁路发展的要求。
人工标定后无法保证探头测温精度，且维修人员上线作业也存在较大安全风险。
研究取消人工轨边标定作业，消除人为标定误差，利用红外线检测车加热模拟轴箱实施对THDS设备智能化标定的新型作业模式。
1 传统人工标定模式1.1 人工标定THDS设备充分采用计算机、远程控制、冗余、全息采集、自适应测温等技术，取得了一次次突破，发展至今较为成熟，性能稳定可靠，并向免维护方向逐步发展。
但在最关键的设备标定方面相对较落后，目前仍采用传统的人工标定模式实施对THDS设备测温精度校准，具体步骤如下。
第一步：热靶标定。
根据环境温度不同，探测系统利用热靶标定自动适应探头工作状态变化。
THDS设备利用自带标准热源（热靶），根据环境温度变化，自动建立标准热靶曲线（见图1），供设备探测轴温时选取，达到自动校准探头测温精度、使设备精确探测轴温的目的。
在THDS设备标定前手动做一次热靶标定，确认设备工作状态正常，同时使设备标定时能够选取最新、最精确的热靶曲线。
第二步：系统标定。
系统标定是对整个探测系统THDS设备测温精度标定新模式探讨摘 要：针对THDS设备人工标定传统作业模式，提出完善THDS设备软硬件功能，利用红外线检测车加热模拟轴箱实施THDS设备智能化标定的作业新模式。
目的是为了有效提高THDS设备测温精度，消除维修人员上线作业安全风险隐患，最大限度减小设备维护对运输的干扰。
标定的原理
标定的原理标定是指确定传感器或测量系统的测量误差，并对其进行校正，以提高测量精度和可靠性。
传感器或测量系统的测量误差来源于制造工艺、环境条件、电路噪声、传感器内部元件参数偏差等多方面因素。
1. 标准参考值的确定标定的目的是确定待测量和标准参考值之间的误差，并对其进行校正。
首先需要确定标准参考值。
有些时候，标准参考值可以通过其它传感器或方法测量得到；而有些时候，则需要通过实验室或专业机构进行复杂的物理测量，如精密天平、光谱分析仪等。
2. 建立数学模型在标定过程中，需要建立传感器输出值与标准参考值之间的数学模型。
对于简单线性传感器，该模型往往可以用一元一次函数来描述；而对于复杂非线性传感器，则需要建立更为复杂的数学模型。
3. 确定标定点标定点是指通过实验获得的传感器输出值和对应的标准参考值。
通过选择不同的标定点可以对传感器输出值和标准参考值之间的数学模型进行校正和优化。
4. 进行标定实验标定实验是通过现场或实验室环境下的物理实验来确定传感器输出值和标准参考值之间的误差。
在标定实验中，需要考虑温度、湿度、电压等环境因素对传感器输出值的影响，并对其进行补偿。
5. 数据分析和处理在标定实验中获得的数据需要进行分析和处理，以确定传感器输出值和标准参考值之间的误差和误差分布规律。
常用的数据分析方法包括线性回归、方差分析、最小二乘法等。
6. 标定结果的评价和应用标定结果的评价和应用涉及到标定误差、标定不确定度和可重复性等指标。
在实际应用中，还需要考虑标定数据的可靠性和稳定性，并对其进行跟踪监测。
标定是传感器和测量系统保证测量精度和可靠性的关键过程，它需要综合运用物理实验、数学建模、数据分析和标定结果的评价等多方面技术。
标定技术是一种非常重要的技术手段，它的应用广泛涉及到机械制造、医疗、环境监测、军事、航空航天等多个领域。
通过标定技术，可以对测量系统的信号量进行定量化描述，以实现数据精度的控制和提升。
传感器的精确测量结果对很多领域都有着非常重要的应用价值，例如在机械制造中，精确测量是关键质量指标；在医疗中，对生命体征的数据准确掌握是医疗功效的关键；在环境监测中，传感器需要精确的测量污染物浓度，以保证环境质量的合理监测和控制。
标定、检定、校准、校验的含义与区别
标定、检定、校准、校验的含义与区别一、标定含义使用标准的计量仪器对所使用仪器的准确度(精度)进行检测是否符合标准，一般大多用于精密度较高的仪器。
主要作用：1、确定仪器或测量系统的输入—输出关系，赋予仪器或测量系统分度值；2、确定仪器或测量系统的静态特性指标；3、消除系统误差，改善仪器或系统的正确度；4、在科学测量中，标定是一个不容忽视的重要步骤；二、校验含义在没有相关检定规程或校准规范时，按照组织自行编制的方法实施量值传递溯源的一种方式。
主要用于专用计量器具或准确度相对较低的计量器具及试验的硬件或软件。
三、检定含义由法制计量部门或法定授权组织按照检定规程，通过实验，提供证明来确定测量器具的示值误差满足规定要求的活动。
四、校准含义在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具或标准物质所代表的示值，分别采用精度较高的检定合格的标准设备和被计量设备对相同被测量物进行测试，得到被计量设备相对标准设备误差的一组操作，从而的到被计量设备的示值数据的修正值。
五、标定与检定、校准、校验的主要区别1、标定是属于测量时，对测试设备的精度进行复核，并及时对误差进行消除的动态过程。
2、检定、校准、校验是按周期进行的静态计量过程。
六、检定和校准的主要区别1、目的不同校准的目的是对照计量标准，评定测量装置的示值误差，确保量值准确，属于自下而上量值溯源的一组操作。
这种示值误差的评定应根据组织的校准规程作出相应规定，按校准周期进行并做好校准记录及校准标识。
校准除评定测量装置的示值误差和确定有关计量特性外，校准结果也可以表示为修正值或校准因子，具体指导测量过程的操作。
例如，某机械加工组织使用的卡尺，通过校准发现与计量标准相比较已大出0.2mm，可将此数据作为修正值，在校准标识和记录中标明巳校准的值与标准器相比较大出的0.2mm的数值。
在使用这一计量器具(卡尺)进行实物测量过程中，减去大出0.2mm的修正值，则为实物测量的实测值。
研究测量系统中的精确度和准确度
研究测量系统中的精确度和准确度测量是科学研究和工程应用中常见的重要环节。
无论是在实验室中进行科学研究，还是在工程项目中进行技术指标评估，测量的准确性和精确性都是至关重要的。
然而，测量系统中的精确度和准确度常常被人们混淆使用，这两个概念在测量领域中具有不同的含义和重要性。
精确度是指测量结果的稳定性和重复性，也可以称之为相对误差。
在测量过程中，如果重复进行多次测量，得到的结果越接近，说明测量系统的精确度越高。
换句话说，与真实值的偏离程度越小，精确度越高。
精确度是与测量仪器的稳定性和测量方法的合理性密切相关的。
对于科学研究和工程项目来说，高精确度的测量是确保实验结果或工程参数可靠性的基础。
然而，尽管在测量系统中追求高精确度是十分重要的，但仅仅追求精确度是不够的。
准确度则强调测量结果与真实值的偏离程度，也称为绝对误差。
准确度反映了测量结果的可靠性和准确性，而不仅仅是重复性。
准确度的评估需要考虑到多种因素，如测量仪器的偏差、环境条件的影响以及操作人员的误差等。
在实际应用中，常常需要通过校准和标定等手段来提高测量系统的准确度，以确保所得到的测量结果具有较高的可靠性。
为了更好地评估和提高测量系统中的精确度和准确度，研究人员和工程师们进行了大量的探索和实践。
首先，对于测量仪器的选择非常关键。
在测量领域中，市面上存在着各种各样的测量仪器，不同的仪器具有不同的精确度和准确度。
在选择合适的测量仪器时，需要综合考虑应用领域的要求、预算以及相应的技术指标。
其次，合理确定测量方法和测量过程也是确保测量系统准确度和精确度的关键。
在科学研究中，常常需要进行复杂的实验，可能涉及到多个参数的测量和分析。
为了提高测量的准确度和精确度，需要合理设计实验方案、控制实验条件，并对测量数据进行有效处理和分析。
此外，校准和标定也是提高测量系统准确度和精确度的重要手段。
通过与已知准确值比对，可以发现测量仪器的误差并进行修正。
校准和标定可以进行定期检查，确保测量系统在工作过程中保持良好的准确度和精确度。
精密测量仪器的校准方法与标定标准
精密测量仪器的校准方法与标定标准精密测量仪器是现代科学和工艺中不可或缺的工具。
然而，由于各种因素的影响，这些仪器可能会出现误差。
因此，校准和标定标准是确保仪器准确度和可靠性的关键步骤。
校准是通过与已知准确度的标准进行比较，来确定仪器的误差和校正系数的过程。
校准方法因仪器的类型而异，可以分为几种主要方法。
首先，对于电子仪器，常用的校准方法是使用标准信号源进行比较。
通过输入已知准确度的信号源，再与仪器测量结果进行比较，可以确定仪器的误差。
根据误差的大小，可以计算出校正系数，从而修正测量结果。
其次，对于长度测量仪器，如千分尺和测微计，常用的校准方法是使用已知长度的标准尺进行比较。
将被测量仪器与标准尺端对端对齐，并记录读数。
通过比较两者的读数，可以确定仪器的误差和校正系数。
除了标准信号源和标准尺外，还有其他校准方法。
例如，对于压力测量仪器，可以使用已知准确度的压力标准来进行比较。
对于温度测量仪器，可以使用标准温度计或熔点测量方法来校准。
对于质量测量仪器，可以使用标准天平进行校准。
同时，标定标准也是确保仪器准确度的重要环节。
标定标准是指被广泛认可和接受的具有已知准确度和可追溯性的标准。
通过与这些标准进行比较，可以确保仪器的准确度和可靠性。
在标定标准上，国际上广泛采用的是国际单位制（SI）。
SI是一套被广泛接受和采用的计量单位系统，用于科学、工程和贸易领域的精确测量。
SI的基本单位包括米、千克、秒、安培和开尔文等。
这些基本单位通过特定的方法进行标定和量化。
为了确保标准的准确性和可追溯性，国际上还建立了各种标准化组织和实验室。
例如，国际标准化组织（ISO）是一个由各国代表组成的非政府国际标准化组织，负责制定和推广国际标准。
另外，美国国家标准与技术研究院（NIST）是美国政府的一家实验室，负责制定和维护各种测量标准。
在校准和标定标准的过程中，需要注意一些因素。
首先，校准和标定标准应定期进行，以确保仪器的长期稳定性和可靠性。
如何进行测绘数据的质量控制和标定
如何进行测绘数据的质量控制和标定测绘数据在现代社会中扮演着重要的角色，无论是在土地管理、城市规划还是基础设施建设等领域，准确和可靠的测绘数据都是不可或缺的。
然而，测绘数据的质量往往受到各种因素的干扰，包括测量仪器的精度、测量过程的误差以及数据处理的准确性等。
因此，进行测绘数据的质量控制和标定是十分重要的。
本文将重点探讨如何进行测绘数据的质量控制和标定。
首先，质量控制是确保测绘数据准确性和可靠性的关键步骤。
在进行测量之前，需要确认所使用的仪器设备是否经过校准和检定。
校准和检定是测量仪器的重要基础工作，通过校准和检定可以确定仪器的测量误差，并进行相应的修正。
此外，质量控制还包括实地测量前的准备工作，例如选择合适的天气条件、地理位置和测量时间等，以确保测量的准确性和可靠性。
其次，数据标定是对测绘数据进行质量评估的重要手段。
在数据标定过程中，需要参考已知的真值或标准数据，并与测绘数据进行对比。
通过比较实测数据和真值之间的误差大小，可以评估测图数据的准确性和可靠性。
数据标定可以采取多种方法，例如，可通过进行对比测量、利用全球定位系统（GPS）技术进行测量等方式来实现。
在进行数据标定时，需要密切关注测量误差，并对误差进行合理的处理，以提高数据的准确性和可靠性。
此外，在进行测绘数据的质量控制和标定时，需要注意的是数据处理的准确性。
数据处理是将测量数据进行整理、分析和推导的过程，直接影响到最终测绘数据的质量。
因此，合理选择数据处理方法和算法是非常重要的。
在进行数据处理时，需要充分考虑测量数据的特点和误差情况，并采用合适的数学模型和统计方法进行数据处理。
此外，还需要注意数据处理过程中的人为误差和操作失误，并进行相应的纠正和调整。
总结起来，测绘数据的质量控制和标定是确保测绘数据准确性和可靠性的关键步骤。
在进行测量之前，需要对仪器设备进行校准和检定，以确保其测量精度。
数据标定则是通过将实测数据与真值进行对比，来评估测绘数据的准确性和可靠性。
高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证
第 31 卷第 11 期2023 年 6 月Vol.31 No.11Jun. 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证曹彬才1，2*，王建荣1，2，胡燕1，2，吕源1，2，杨秀策1，2，卢学良1，2（1.地理信息工程国家重点实验室，陕西西安 710054；2.西安测绘研究所，陕西西安 710054）摘要：高分十四号卫星搭载了一台三波束激光测距系统，用于辅助双线阵光学相机开展全球1∶10 000无地面控制点立体测图。
由于振动及环境等因素变化，激光测高仪的几何参数相比实验室测量参数会发生改变，必须开展高精度在轨几何定标。
针对高分十四号激光载荷的特点，构建了激光测高严格几何模型，在大气改正、潮汐改正的基础上，利用地面探测器阵列捕获的激光光斑开展激光器在轨几何定标与精度验证。
实验结果表明：高分十四号激光测量系统标定后3个波束的高程精度（1σ）分别优于0.190，0.256和0.220 m，达到设计指标，可作为高程控制点开展业务化生产。
关键词：高分十四号卫星；激光测高仪；在轨几何定标；精度验证；高程控制点中图分类号：P237 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20233111.1631On-orbit geometric calibration and preliminary accuracy verification of GaoFen-14 （GF-14） laser altimetry system CAO Bincai1，2*，WANG Jianrong1，2，HU Yan1，2，LÜ Yuan1，2，YANG Xiuce1，2，LU Xueliang1，2（1.State Key Laboratory of Geo-information Engineering， Xi'an 710054， China；2.Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping， Xi'an 710054， China）* Corresponding author， E-mail： cbconthe-way@Abstract： The Gaofen-14 （GF-14） satellite is equipped with a three-beam laser altimeter system aimed at assisting the two linear-array optical camera to perform global 1∶10 000 mapping without ground control points. Owing to mechanical vibration and environmental changes， the geometric parameters of the laser altimeter would deviate from those measured in the laboratory； thus， it is necessary to perform high-preci⁃sion on-orbit geometric calibration. In this study， a strict geometric model of the laser footprint was con⁃structed according to the characteristics of the GF-14 laser load. Through atmospheric correction and tidal correction， the laser spot captured by the ground detector array was used to perform on-orbit geometric cal⁃ibration and accuracy verification. The test results indicate that the elevation accuracies of the GF-14 three-beam laser altimeter are 0.190， 0.256， and 0.220 m， which satisfy the design target and can be used as the elevation control point for operational production.文章编号1004-924X（2023）11-1631-10收稿日期：2022-11-04；修订日期：2022-11-28.基金项目：地理信息工程国家重点实验室自立项目（No.D19901-SKLGIE2022-ZZ-01）；青年自主创新科学基金资助项目（No.2023-01）第 31 卷光学精密工程Key words： GF-14 satellite；laser altimeter；on-orbit geometric calibration；accuracy verification；eleva⁃tion control point1 引言星载对地观测激光雷达通过向地面发射激光脉冲，探测激光器到目标之间的距离，结合卫星姿态、位置及激光指向信息，获得激光足印点精确的三维空间坐标。
光学测量系统的标定与精度分析
光学测量系统的标定与精度分析1. 背景光学测量技术是一种重要的非接触式测量手段，广泛应用于精密工程、制造业、质量控制等领域光学测量系统通过测量被测物体表面的光学特性来获取其几何信息，具有高精度、高分辨率、快速测量等优点然而，为了确保光学测量结果的准确性和可靠性，必须对光学测量系统进行严格的标定和精度分析本文将介绍光学测量系统的标定方法和精度分析过程2. 光学测量系统的组成及原理光学测量系统主要由光源、光学传感器、光学系统、数据采集与处理系统等组成光学测量原理示意图如下：光源–> 光学系统–> 被测物体–> 光学传感器–> 数据采集与处理系统光学系统将光源发出的光线投射到被测物体表面，物体表面反射的光线进入光学传感器，传感器将光信号转换为电信号，经过数据采集与处理系统处理后，得到被测物体的几何信息3. 光学测量系统的标定光学测量系统的标定是为了确定光学系统的参数，以及消除系统误差，提高测量精度标定过程主要包括以下几个步骤：3.1 选择标定对象标定对象应具有明显的几何特征，如棋盘格、圆点等本文以棋盘格为例进行标定3.2 采集标定图像将被测物体（棋盘格）放置在光学测量系统的测量范围内，调整光学系统，使被测物体在传感器上获得清晰的图像3.3 特征提取与匹配通过图像处理算法，提取标定对象的特征点，如角点、边缘点等然后，利用特征点匹配算法，将不同图像的特征点进行匹配，得到特征点之间的对应关系3.4 参数估计与优化利用对应关系，采用最小二乘法等优化算法，求解光学系统的参数，如内参、外参等同时，通过迭代优化算法，进一步提高参数估计的精度3.5 误差评估与补偿分析标定结果的误差，如镜头畸变、光强不均匀等针对这些误差，采用相应的补偿算法，提高光学测量系统的测量精度4. 光学测量系统的精度分析光学测量系统的精度分析主要涉及以下几个方面：4.1 系统分辨率光学测量系统的分辨率取决于光学传感器的像素尺寸像素尺寸越小，系统的分辨率越高此外，光学系统的光学畸变也会影响系统分辨率4.2 系统误差系统误差主要包括镜头畸变、光强不均匀等通过标定过程，可以消除或减小这些误差此外，光学测量系统的稳定性也是影响精度的关键因素4.3 环境因素光学测量系统的精度受到环境因素的影响，如温度、湿度、振动等在实际测量过程中，应尽量控制环境条件，减小环境因素对测量精度的影响4.4 测量方法与算法光学测量方法与算法的选择也会影响系统的精度针对不同的测量对象和需求，选择合适的测量方法与算法，可以提高光学测量系统的精度5. 总结光学测量系统的标定与精度分析是确保测量结果准确可靠的关键环节通过对光学测量系统的组成、原理、标定方法和精度分析进行详细介绍，有助于深入理解和应用光学测量技术在实际应用中，还需根据具体情况，优化系统参数、改进测量方法，以提高光学测量系统的性能光学测量系统的标定与精度提升1. 背景光学测量技术是一种基于光学原理的非接触式测量方法，被广泛应用于精密工程、制造业、质量控制等领域光学测量系统通过捕捉被测物体表面的光学信息来获取其几何特性，具有高精度、高分辨率、快速测量等优点然而，为了确保光学测量结果的准确性和可靠性，必须对光学测量系统进行严格的标定和精度分析本文将重点讨论光学测量系统的标定方法和精度提升策略2. 光学测量系统的组成及原理光学测量系统主要由光源、光学传感器、光学系统、数据采集与处理系统等组成光学测量原理示意图如下：光源–> 光学系统–> 被测物体–> 光学传感器–> 数据采集与处理系统光学系统将光源发出的光线投射到被测物体表面，物体表面反射的光线进入光学传感器，传感器将光信号转换为电信号，经过数据采集与处理系统处理后，得到被测物体的几何信息3. 光学测量系统的标定光学测量系统的标定是为了确定光学系统的参数，以及消除系统误差，提高测量精度标定过程主要包括以下几个步骤：3.1 选择标定对象标定对象应具有明显的几何特征，如棋盘格、圆点等本文以圆点为例进行标定3.2 采集标定图像将被测物体（圆点）放置在光学测量系统的测量范围内，调整光学系统，使被测物体在传感器上获得清晰的图像3.3 特征提取与匹配通过图像处理算法，提取标定对象的特征点，如圆心、边缘点等然后，利用特征点匹配算法，将不同图像的特征点进行匹配，得到特征点之间的对应关系3.4 参数估计与优化利用对应关系，采用最小二乘法等优化算法，求解光学系统的参数，如内参、外参等同时，通过迭代优化算法，进一步提高参数估计的精度3.5 误差评估与补偿分析标定结果的误差，如镜头畸变、光强不均匀等针对这些误差，采用相应的补偿算法，提高光学测量系统的测量精度4. 光学测量系统的精度提升光学测量系统的精度提升主要涉及以下几个方面：4.1 系统分辨率光学测量系统的分辨率取决于光学传感器的像素尺寸像素尺寸越小，系统的分辨率越高此外，光学系统的光学畸变也会影响系统分辨率4.2 系统误差系统误差主要包括镜头畸变、光强不均匀等通过标定过程，可以消除或减小这些误差此外，光学测量系统的稳定性也是影响精度的关键因素4.3 环境因素光学测量系统的精度受到环境因素的影响，如温度、湿度、振动等在实际测量过程中，应尽量控制环境条件，减小环境因素对测量精度的影响4.4 测量方法与算法光学测量方法与算法的选择也会影响系统的精度针对不同的测量对象和需求，选择合适的测量方法与算法，可以提高光学测量系统的精度4.5 系统优化与调整根据实际测量需求，对光学测量系统进行优化与调整例如，通过调整光源亮度、改变光学系统参数等，使系统在最佳状态下工作，提高测量精度5. 总结光学测量系统的标定与精度提升是确保测量结果准确可靠的关键环节通过对光学测量系统的组成、原理、标定方法和精度提升策略进行详细介绍，有助于深入理解和应用光学测量技术在实际应用中，还需根据具体情况，优化系统参数、改进测量方法，以提高光学测量系统的性能应用场合光学测量系统的应用场合非常广泛，包括但不限于以下几个领域：1. 精密工程在精密工程领域，光学测量系统可用于零件加工、装配过程中的尺寸检测、形状误差测量等例如，在汽车、航空、电子等行业，光学测量系统可以帮助工程师准确地检测零部件的尺寸和形状，确保产品质量和性能2. 制造业在制造业中，光学测量系统可用于生产线的在线检测，实时监控产品尺寸、形状等几何特性，提高产品质量，减少废品率此外，光学测量系统还可以用于成品检验，确保产品符合设计要求3. 质量控制光学测量系统在质量控制领域具有重要作用通过定期对产品进行光学测量，可以及时发现质量问题，采取措施进行改进，保证产品质量4. 科研与教育在科研和教育领域，光学测量系统可用于各种实验和研究项目，如光学、物理、材料科学等同时，光学测量系统也是高校、研究所等教育机构进行实验教学的重要工具5. 医疗与生物工程在医疗和生物工程领域，光学测量系统可用于对人体组织、细胞等微小结构的尺寸、形状等进行精确测量，为疾病诊断、治疗和研究提供有力支持注意事项在使用光学测量系统时，需要注意以下几点：1. 环境条件光学测量系统对环境条件较为敏感，应尽量避免在温度、湿度、灰尘等条件变化较大的环境中使用如无法避免，需对环境进行控制，确保测量过程中环境条件稳定2. 设备维护与校准定期对光学测量系统进行维护和校准，确保设备性能稳定对于光学镜头、传感器等易损部件，需特别注意保护3. 操作规范操作光学测量系统时，应遵循操作规程，避免用力过猛、碰撞等可能导致设备损坏的行为同时，确保操作人员具备相关知识和技能4. 数据处理与分析光学测量系统获取的数据需经过专业软件进行处理和分析在数据处理过程中，应注意检查数据的一致性、有效性，避免因数据问题导致测量结果错误5. 标定与精度分析为确保光学测量系统的测量精度，需定期进行标定和精度分析在标定过程中，注意选择合适的标定对象和方法，确保标定结果的准确性6. 软件选择与更新选择适合光学测量系统的数据处理软件，并根据需要进行更新新版本的软件可能包含更多的功能和改进，有助于提高测量精度和效率7. 安全防护在使用光学测量系统时，应注意安全防护措施，避免激光、高温等对操作人员造成伤害为防止意外情况，可在设备周围设置防护罩、警示标志等8. 培训与交流定期对操作人员进行光学测量技术的培训，提高其技能水平同时，加强与其他领域专家的交流与合作，不断优化光学测量系统的应用光学测量系统在各种应用场合中具有重要作用为确保测量结果的准确性和可靠性，需注意以上几点，并根据实际情况进行调整和改进通过合理的操作和维护，光学测量系统将为各领域的研发和生产提供有力支持。
对标定与定标的理解及说明
对标定与定标的理解及说明标定与定标广泛用于科学测量方面，虽然字面意思相似，但真正的含义却不相同。
标定是通过测量标准器的偏差来补偿仪器系统误差，从而改善仪器或系统准确度的操作，一般大多用于精密度较高的仪器。
标定的主要作用：1、确定仪器或测量系统的输入—输出关系，赋予仪器或测量系统分度值；2、确定仪器或测量系统的静态特性指标；3、消除系统误差，改善仪器或系统的精确度；4、在科学测量中，标定是一个不容忽视的重要步骤。
定标是要找出一个参考点，可将其称之为K值，它是由仪器确定下来的，就像我们测高度一样，常说海拨多少米，就是以海平面为基点，高出海平面为正，低于海平面为负，作其他测量时也是如此。
下面分别举例标定与定标在现代科学测量中的应用。
一、相机自标定方法1、方法简介利用多幅图像对应点之间的关系而不需要标定物的相机标定方法称为摄像自标定方法。
其优点在于只需要对多幅图像之间的对应关系进行求解，因此具有高的灵活性和广阔的潜在应用范围；缺点在于此标定方法精度较低，鲁棒性较差，因此在对精度要求不算高的情况下可以使用该方法。
2、原理简介1992年，Faugeraus和Manybank提出了的相机自标定方法，此方法是基于绝对二次曲线或绝对二次曲面的像在相机做刚体运动时保持不变，其方程只跟相机的内参数有关。
因此相机的自标定法就是用绝对二次曲线作为虚拟标定物，相机标定的过程是通过形式各异的约束方程来求解相应的拍摄图像中的成像方程来实现的。
目前，自标定法主要有：（1）、基于绝对二次曲线的自标定法：绝对二次曲线就是这样一类特殊二次曲线：无穷远平面上的一条与欧氏空间几何性质相关性很强的曲线。
而且绝对二次曲线的像只与相机的内参有关，与相机的运动、姿态均无关。
因此，相机的内参的约束条件可以通过确定绝对二次曲线在图像中的位置而建立起来。
在假设相机内参不变的情况下，基于绝对二次曲线的对极几何关系可以通过给定的三幅图像通过对所建立的Kruppa方程求解来标定相机的5个内部参数。
试验二测试系统的标定与实测
2 实验步骤
4、正式标定记录前，首先应在零载和满载（额定载荷）的120 ％之间反复加载、卸载数次（至少三次），以消除传感器的 滞后，改善其线性；
图2-1 传感器的标定和动态测量记录波形图
2 实验步骤
5、仪器工作20分钟后，再次调整平衡，使传感器的初始读数为零时在显示 器上标出零线。在加载前和加载后，记录仪器的内部标定值 （无量纲单 位 ），这样本次实验应变仪的放大率就可以记在记录纸上，以便实测时随时 校核仪器的工作状态，使其保持在与标定时相同的工作状态下进行测量。内 部标定（也称为电标定）的另一个作用是作为实测时的应变标尺；
实验提纲
1 实验目的 2 实验步骤 3 实验仪器和设备 4 实验报告要求
1 实验目的
1、进一步熟悉动态应变仪及显示器 的操作方法；
2、掌握测试系统的标定及传感器的 精度检验方法。
2 实验步骤
1、将传感器、动态应变仪及显示器三者连接成 测试系统；
2、接通电源接通后，对测试系统进行预调平衡， 将显示器采样频率调到合适的位置上；
2、标定曲线的斜率定义为灵敏度 ，其倒数 或 就是标定 系数。根据下式确定标定系数：
（2-1）
或
（2-2）
4 实验报告要求
3、计算标定误差(k值的标准误差)
（2-3）
（2-4）
4、计算出实测力值的大小，写入实验报告。
图2-2 标定曲线
2 实验步骤
6、根据传感器的量程分级加载，一般分为五～ 十级。从零载开始逐级加载至额定载荷为止， 记录各级载荷量并按下拍摄按钮记录下各级 载荷的对应输出值（波形图高度 或应变 量 ）。然后按同样的级差卸载，并再次记录。 如此重复三至五次，求出各级标定载荷Pi所 对应的平均输出值 i 或 i作为标定数据。将测 量数据记录到变仪 1台 显示器 1台 测力台架 1台
如何评估传感器及测试系统精度
传感器及测试系统精度评估所谓传感器精度，通常是指传感器的总误差δ与满程输出H U 的百分比值，即：100%H U δ⨯通常用线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率和漂移等表示其精度。
(一) 线性度线性度是指传感器的输出与输入成线性关系的成度。
传感器的理想输入-输出曲线特性应该是线性的，但是传感器的实际输入-输出特性大都具有一定程度的非线性，在输入量变化范围不大的条件下，可以用切线或割线拟合、过零旋转拟合、断点平移拟合等来近似地代表实际曲线的一段，这就是传感器非线性特性的线性化。
传感器的线性度一般用非线性误差表示，即实际的工作特性曲线与理想的线性特性曲线的偏离程度。
通常以最大偏移量max ∆与而定输出值N S 的百分比值表示，即max 1100%NS δ∆=±⨯ (二) 迟滞 迟滞也叫回程误差，是指在相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器正、反行程的输出信号大小不相等的现象。
产生迟滞的原因：传感器机械部分存在不可避免的摩擦、间隙、松动、积尘等，引起能量的吸收和消耗。
迟滞的大小一般由实验的方法来确定。
用正反行程的最大输出差值max H ∆与满量程输出FS Y 的百分比来表示：max 100%H FSH Y γ∆=⨯(三) 重复性重复性表示传感器在输入量按照同一方向做全量程多次测试时所得的输入-输出特性曲线的一致程度。
重复性指标一般采用输出最大不重复误差max R ∆与满量程输出FS Y 之比的百分数表示：max 100%R FSR Y γ∆=±⨯ (四) 灵敏度 灵敏度是传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值，用n S 来表示，即：dy =dx n S =输出量的变化输入量的变化 对于线性传感器，他的灵敏度就是它的静态特性的斜率；非线性传感器的灵敏度为一变量。
曲线约陡峭，灵敏度越大；越平坦，灵敏度越小。
灵敏度实质上是一个放大倍数，体现了传感器将被测量的微小变化放大为显著变化的输出信号的能力，即传感器对输入变量微小变化的敏感程度。
光栅投影轮廓测量的系统标定技术
一、概述光栅投影轮廓测量技术是一种常用的三维形貌测量方法，广泛应用于工业制造、材料科学、生物医学等领域。
在实际应用中，系统的标定技术对于保证测量精度和稳定性至关重要。
本文旨在探讨光栅投影轮廓测量的系统标定技术，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、光栅投影轮廓测量系统概述1. 工作原理光栅投影轮廓测量是利用投影仪将光栅图案投射到被测物体表面，通过相机或传感器采集反射或透射的光栅图案，并通过图像处理技术得到被测物体表面的三维形貌信息。
克服了接触式测量的不便和光束法的困难，成为一种便捷、高精度的三维形貌测量手段。
2. 系统组成光栅投影轮廓测量系统通常由光源、投影仪、相机或传感器、图像处理设备以及控制系统组成。
三、系统标定技术的重要性1. 标定的概念系统标定是指在光栅投影轮廓测量系统中，确立投影仪、相机或传感器等各个组成部分之间的内部参数和外部参数的过程。
通过标定，可以将测量系统与实际物理世界之间建立起准确的关系，保证测量结果的准确性和可靠性。
2. 标定技术的重要作用系统标定技术直接影响了光栅投影轮廓测量系统的测量精度、稳定性和可靠性。
准确的标定可以减小系统误差，提高测量精度，对于复杂曲面的测量和形貌分析具有重要作用。
四、系统标定技术的研究现状1. 内部参数标定内部参数标定是指确定投影仪和相机或传感器内部的参数，如焦距、畸变等。
常用的内部参数标定方法包括棋盘格标定法、张正友标定法等。
2. 外部参数标定外部参数标定是指确定投影仪、相机或传感器之间的空间位置和姿态关系。
常用的外部参数标定方法包括标定板标定法、基于特征点匹配的标定法等。
3. 多视角标定对于复杂曲面或大尺寸物体的测量，常常需要多个视角的测量数据进行融合分析。
多视角标定技术是一种重要的标定方法，可以通过多个视角的标定数据获得更准确的系统参数。
五、系统标定技术的关键问题及挑战1. 数据采集与处理光栅投影轮廓测量系统标定过程中需要大量的标定数据，而且数据质量对标定结果影响显著。
计量仪器仪表的标定、检定、校准与校验的含义是怎样的有什么区别
计量仪器仪表的标定、检定、校准与校验的含义是怎样的有什么区别
标定、检定、校准与校验的含义和区别是什么呢？今天小编就带着大家来一起了解一下相关知识！
含义 1.标定
使用标准的计量仪器对所使用仪器的准确度（精度）进行检测是否符合标准，一般大多用于精密度较高的仪器。
主要作用
1.确定仪器或测量系统的输入—输出关系，赋予仪器或测量系统分度值；
2.确定仪器或测量系统的静态特性指标；
3.消除系统误差，改善仪器或系统的正确度；
4.在科学测量中，标定是一个不容忽视的重要步骤。
2.检定
由法制计量部门或法定授权组织按照检定规程，通过实验，提供证明来确定测量器具的示值误差满足规定要求的活动。
3.校准
在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具或标准物质所代表的示值，分别采用精度较高的检定合格的标准设备和被计量设备对相同被测量物进行测试，得到被计量设备相对标准设备误差的一组操作，从而得到被计量设备的示值数据的修正值。
4.校验
在没有检定或校准规程时，企业自行编制的自校规程；主要用于专用计量器具、或准确度相对较低的计量仪器及试验的硬件或软件。
标定、检定、校准、校验主要区别
1.标定是属于测量时，对测试设备的精度进行复核，并及时对误差进行消除的动态过程；
2.检定、校准、校验是按周期进行的静态计量过程。
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标题时间
人员标定结果
第一次循环第二次循环第三次循环
0.00.0000.0000.0004.90.0600.0600.0709.80.1300.1200.13014.70.2000.2000.21019.60.3000.2900.30024.50.3800.3800.38024.50.3800.3800.38019.60.3100.3100.31014.70.2500.2500.250
9.80.1700.1700.1704.90.0900.0900.0800.0
0.000
0.000
0.000
最小二乘法斜率k
0.016截距b -0.001
载荷（KN）
正行程平均输出反行程平均输出迟滞
总平均输出
0.00.0000.0000.0000.0004.90.0630.0870.0230.0759.80.1270.1700.0430.14814.70.2030.2500.0470.22719.6
0.2970.3100.013
0.303
24.5
0.380
0.380
0.0000.380
载荷（KN）正行程标准偏差反行程标准偏差
si
0.00.0000.0000.00000004.90.0060.0060.0000333
9.80.0060.0000.000016714.70.0060.0000.000016719.60.0060.0000.000016724.5
0.000
0.000
0.0000000
传感器精度标定载荷（KN）
传感器输出（mv/v）
静态性能指标计算
y（传感器输出）=kx（载荷）+b
正行程
反行程
数据处理
原始数据第一次循环
序号
载荷
（kg）
1号2号
1
5000.010.02平均
210000.030.040.000315000.050.060.063420000.070.090.127525000.090.110.203625000.090.110.297720000.070.090.380815000.060.070.380910000.040.050.31010
5000.020.03
0.2500.170第二次循环
0.0870.000
序号
载荷
（kg）
1号2号
15000.010.02210000.030.04315000.050.06420000.070.09525000.090.11最小二乘直线输
非线性偏差
625000.090.11-0.0010.001720000.070.090.0750.000815000.060.070.1510.003910000.040.050.2270.00010
5000.020.030.303
0.000
0.379
0.001
第三次循环
灵敏度S
（(mv/v)/KN）0.016序号
载荷
（kg）
1号2号
线性度ξL 0.66%15000.020.02迟滞ξH 6.13%210000.030.04重复性
2.94%
315000.050.06420000.070.09525000.090.11625000.090.11720000.070.09815000.060.07910000.040.0510
5000.020.02传感器输出（
传感器输出（
传感器输出（
输出（mv/v）
3号4号
0.020.01
0.040.02
0.050.04
0.080.06
0.10.08
0.10.08
0.080.07
0.060.06
0.040.04
0.020.02
输出（mv/v）
3号4号
0.020.01
0.030.02
0.050.04
0.070.06
0.10.08
0.10.08
0.080.07
0.060.06
0.040.04
0.020.02
输出（mv/v）
3号4号
0.020.01
0.040.02
0.060.04
0.080.06
0.10.08
0.10.08
0.080.07
0.060.06
0.040.04
0.020.02。