基于Python的最小二乘法在电子天平中的应用.pdf
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1、175lceApl安民军:基于Python的最小乘法在电子天平中的应用1业内思考基于Python的最小二乘法在电子天平中的应用安民军(甘肃省计量研究院,甘肃兰州7 30 0 50)【摘要】本文通过分析在不同电子天平上应用最小二乘法的算法来修正电子天平的误差,使其能够满足计量检定要求,通过读取不同电子天平的检定数据后在Python上对其进行各种数据分析和计算,利用最小二乘法进行曲线拟合得出相对应的系数,然后代人公式计算出其修正后的误差。通过对不同电子天平的对比来发现问题来解决电子天平应用中的实际问题【关键词】电子天平;最小二乘法;Python【D O 1 编码】1 0.39 6 9/j.issn
2、.1674-4977.2023.06.056olication of Least Squares Method Based on Python in Electronic BalanANMinjun(Gansu Institute of Metrology,Lanzhou 730050,China)Abstract:This article analyzes the application of the least squares method algorithm on different electronic scales to correct the error ofthe electro
3、nic balance,so that it can meet the requirements of metrological verification.By reading the calibration data of differentelectronic balances and conducting various data analysis and calculations on Python,the least squares method is used to fit the curve toobtain the corresponding coefficients,and
4、then the corrected error is calculated by incorporating the formula.By comparing differentelectronic scales to identify problems and solve practical problems in the application of electronic scales.Key words:electronic balance;least squares method;python电子天平作为非自动衡器,特别是作为机械天平的替代物。一般采用应变式传感器、电容式传感器、电磁
5、平衡式传感器。应变式传感器,结构简单、造价低,但精度有限;电容式传感器称量速度快,性价比较高,但无法达到很高的精度;采用电磁平衡传感器的电子天平,其特点是称量准确可靠、显示快速清晰并具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。电子天平被称作电子和机械相结合的产物。随着现代工业的发展,称量系统的应用越来越广泛,特别是电子天平的应用,电子天平作为现代称量系统的核心部件,起到了不可或缺的作用。作为电子和机械相结合的产物,电子天平在使用一段时间后,由于受机械变形或者电子元器件老化等各种原因,导致电子天平各种性能下降,一般通过两点标定来修正其系统误差,但是有些电子天平的传感器其线性比较差,不
6、能很好地解决此类问题,本文通过利用最小二乘法的算法,通过多点采集可以解决传感器线性不太理想的此类问题,分析最小二乘法最适合于在哪种情况下的应用。1最小二乘法最小二乘法(又称最小平方法)是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。最小二乘法还可用于曲线拟合,最小二乘法是一种广泛应用的算法,在最优控制等各种控制系统和预测中都有应用。本文通过其可用于曲线拟合来计算修正系数。2具体过程本文以分别用厂家为赛多利斯科学仪器(北京)有限公【基金项目】甘肃省市场监督管理局科技计划资助项目:电子
7、天平检定管理系统研究与开发(SSCJG-JL-B202202。176deferror(p,X,y):99.9995,199.9995,209.99931)Yi-np.array0,0.1 0 0 0,1 0.0 0 0 1,2 0.0 0 0 2,49.9 9 9 9Xi00,200,220Enp.arra#采集点BRAND&STANDARDIZATION品牌与标准化2023年第6 期司、梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司、RADWAG,型号为BSA224S、M S2 0 4T S/0 2、A S2 2 0.R 2 的三台2 2 0 g的万分之一电子天平为例,分别采集0 g、0.1 g、1 0
8、 g、2 0 g、50 g、1 0 0 g、2 0 0 g220g八个点的检定数据,数据如表1。表1三台电子天平的采集数据检定点/g天平一/g天平二/g天平三/g00.00000.00000.00000.10.10000.10000.10001010.000110.000210.00032020.000220.000520.00055049.999950.000950.001010099.9995100.0021100.0040200199.9995200.0044200.0050220219.9993220.0045220.0055不合格不合格备注合格(线性可以)(线性不行)由于python
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