关键词：DAQ、模拟输入、AI Accuracy、增益误差、偏移误差、随机噪音误差

导读

模拟输入（Analog Input，简称AI）是数据数据采集的最常用最主要的功能。模拟输入精度（AI Accuracy）也自然成为最主要的指标之一。

模拟输入精度

模拟输入的精度受三部分误差影响：增益误差【2】、偏移误差【3】、随机噪声不确定度。

• 总增益误差 = 电压读数 * 总增益误差系数；

• 总偏移误差 = 量程*总偏移误差系数 ;

• 随机噪声不确定度= 随机噪声方差σ× 3 / √N，N是测试次数，通常N=10000。

模拟输入精度 = 总增益误差 + 总偏移误差 + 随机噪声不确定度。

以表 1 为例。

• PPM：10^(-6)，百万分之一；

• 量程：10V；

• 电压读数：指采集到的电压值，10V；

• 温差：指计算此表时的温度与上一次校正的温度差，5度；

• 增益温漂系数：每一度的温度变化引起的增益变化，6.1PPM；

• 残余增益误差系数：系统固有无法除去的增益误差系数， 0.9PPM；

• 总增益误差系数：= 增益温漂系数* 温差 + 残余增益误差系数= 6.1*5+0.9 = 31.4PPM；

• 总增益误差(μV)：= 总增益误差系数 * 电压读数 = = 31.4 PPM * 10V  =314μV；

• 偏移温漂系数：每一度的温度变化引起的偏移变化，11.3 PPM；

• 残余偏移误差系数：系统固有无法除去的偏移误差系数，2.3 PPM；

• 积分非线性误差系数：积分非线性INL误差系数：7.1PPM；

• 总偏移误差系数：= 偏移温漂系数* 温差 + 残余偏移误差系数 + 积分非线性INL误差系数 = 11.3*5+2.3+7.1 = 65.9PPM；

• 总偏移误差 = 65.9 PPM * 10V  =659μV；

• 随机噪声方差σ：系统随机噪音的标准方差，93.4μV；

• 随机噪声不确定度：由于系统随机噪音引起的不确定性，93.4μV × 3 / √10000 = 2.8μV；

• 全量程绝对精度：系统标定的最优模拟测量精度 = 增益误差+偏移误差+随机噪声不确定度 = 314 + 659 + 2.8 =975.8 μV。

值得提出的是不同的量程和温度对系统的模拟输入精度都有很大的影响。为了标识方便，厂商常常将量程与电压读数取同一个值。比如说量程是10V时，就用10V的输入电压做测试。

参考

1. 简仪5510用户手册

2. 简仪测量小百科：测量参数解析：增益误差（深度）

3. 简仪测量小百科：测量参数解析：偏移误差（深度）