電學(xué)計(jì)量檢定及測量的誤差原因探析

金薇

摘 要：在電學(xué)計(jì)量方面，造成檢定和測量誤差的原因有很多，有人為因素、環(huán)境因素和電路特性因素等，因此，對(duì)于電學(xué)計(jì)量的檢測人員而言，在檢定和測量的過程中，應(yīng)充分考慮這些可能對(duì)檢測結(jié)果造成誤差的因素，盡量減少檢測結(jié)果中存在的誤差。對(duì)電學(xué)計(jì)量檢定和測量產(chǎn)生的誤差原因進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：電學(xué)系統(tǒng)；檢定測量；測量誤差；計(jì)量儀器

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.091

一般而言，在電學(xué)系統(tǒng)中，系統(tǒng)造成的誤差都是恒定的，但可發(fā)現(xiàn)一些誤差的變化規(guī)律，測量人員可掌握這些變化規(guī)律，從而在今后的測量過程中降低誤差對(duì)測量結(jié)果的影響。本文對(duì)引起誤差的原因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，許多誤差隱藏在計(jì)量檢定和測量過程中，如果不及時(shí)消除，則可能造成嚴(yán)重的后果。因此，探討電學(xué)計(jì)量檢定和測量誤差的原因具有一定的研究意義。

1 儀器因素

在電子計(jì)量過程中，大多數(shù)都會(huì)用到測量儀器，而在測量儀器的生產(chǎn)過程中，其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)根據(jù)不同廠商的規(guī)定而有所差異，導(dǎo)致計(jì)量過程中的精準(zhǔn)度也有所不同。此外，測量過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的系統(tǒng)誤差。對(duì)于高精準(zhǔn)度的儀器而言，其測量標(biāo)準(zhǔn)較高，其檢定證書中會(huì)標(biāo)注有效日期和精準(zhǔn)度，如果測量時(shí)該儀器已經(jīng)超過規(guī)定的有效期，則必定會(huì)造成一系列的系統(tǒng)誤差。因此，檢測人員應(yīng)對(duì)檢測器的檢定值進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)其超過有效期或遭到損壞，則應(yīng)及時(shí)更換。

檢測員在采用差值法計(jì)算測量值時(shí)，常通過觀察指示儀的讀數(shù)完成工作，而在此過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，進(jìn)而影響最終的測量值。對(duì)于不同的計(jì)量儀器而言，其測量精度有所不同，因此，在讀數(shù)時(shí)一定要注意其有效位和最小刻度等。

2 人為因素

所有的測量活動(dòng)都是由人操控的，因此，在計(jì)量過程中有很多人為因素影響著計(jì)量結(jié)果。比如，一些新的工作人員對(duì)系統(tǒng)操作還不熟練、對(duì)測量知識(shí)不熟悉，這都會(huì)對(duì)測量結(jié)果造成一定的影響。此時(shí)，相關(guān)部門需要加強(qiáng)對(duì)工作人員的專業(yè)培訓(xùn)，使他們能更好地操作儀器。在讀數(shù)過程中，操作人員一般都具有自己的思維定式，或受到一些個(gè)人習(xí)慣的影響，其觀察到的數(shù)值與實(shí)際值存在一定的差別。因此，在實(shí)際操作過程中，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)步驟操作，在觀察讀數(shù)時(shí)要注意角度問題。

在機(jī)械式開關(guān)轉(zhuǎn)換的過程中，因操作人員的力度不同而會(huì)產(chǎn)生不同的電阻，進(jìn)而對(duì)測量結(jié)果造成不同的影響。對(duì)于電阻箱的使用也是一樣的，在使用過程中插入或轉(zhuǎn)動(dòng)的力度不同，產(chǎn)生的電阻也不同。因此，在校準(zhǔn)器的使用過程中，不同操作人員的使用習(xí)慣和校準(zhǔn)方法有所區(qū)別，導(dǎo)致電學(xué)測量產(chǎn)生了不同的結(jié)果。

3 環(huán)境因素

在電路的測量過程中，會(huì)有很多外界環(huán)境因素對(duì)其造成影響，包括電路環(huán)境、磁場環(huán)境和水分的影響等。在電路與電路之間，一般會(huì)使用絕緣體，這就會(huì)產(chǎn)生一定的電容，在通電的情況下，電容會(huì)將交流電轉(zhuǎn)變成通路，進(jìn)而造成一定數(shù)量的電流泄漏，直接影響了測量儀器的讀數(shù)，而電路之間一旦有交流電的通路，還會(huì)產(chǎn)生一定的溫差熱動(dòng)力，導(dǎo)致電路元件之間的溫度有所差異，直接影響了測量結(jié)果；眾所周知，在電路周圍會(huì)存在一定的磁場，其對(duì)電路的影響并不大，但在直流電路中，對(duì)于未安裝屏蔽的電動(dòng)系儀器而言，磁場會(huì)對(duì)電路造成一定的影響，進(jìn)而影響測量結(jié)果，尤其是在測量環(huán)境中外磁場較強(qiáng)的情況下，應(yīng)充分考慮交流電周圍產(chǎn)生的磁場，因?yàn)檫@些磁場都是由電路中的每個(gè)線圈產(chǎn)生的，所以，在測量過程中不能忽略這些元件的磁場；因水是導(dǎo)電的，所以，在測量過程中，空氣中的水分也會(huì)造成一定的測量誤差，比如，受潮絕緣體的電阻會(huì)變小，尤其是對(duì)于一些高阻器件而言，空氣的濕度和溫度變化都會(huì)使空氣中的介電常數(shù)發(fā)生一系列的變化，并改變空氣中電容器的容量，進(jìn)而對(duì)測量結(jié)果造成一定的影響，比如，測量電路周圍的大氣壓變化時(shí)，會(huì)影響電路中的電容器，而當(dāng)電容值發(fā)生變化時(shí)，其測量儀器中電阻器的阻值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

4 電源因素

在電路的測量過程中，需要在通電的情況下進(jìn)行，但在關(guān)于頻率測量的過程中，電路中的電網(wǎng)頻率會(huì)對(duì)測量造成一定的影響。比如，出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況時(shí)，其電路的頻率波動(dòng)也會(huì)變大，并對(duì)測量結(jié)果造成影響。當(dāng)直流電被通到電路中時(shí)，一般會(huì)進(jìn)行濾波操作，但如果該項(xiàng)工作沒做好，則會(huì)使直流電中存在一定的交流電，進(jìn)而造成較大的誤差。在測量過程中，如果已設(shè)定了電壓值，且交流電路的靈敏度大于測定值時(shí)，則指示器不會(huì)變化，進(jìn)而造成較大的誤差。因此，為了提高測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，在測量過程中應(yīng)盡量保證電流和電壓的平穩(wěn)，并定期檢查電源，從而將這些不穩(wěn)定因素對(duì)電路的影響程度降至最低。

5 結(jié)束語

綜上所述，影響電學(xué)計(jì)量結(jié)果的因素有很多，而在測量過程中，想要避免系統(tǒng)誤差，就需要工作人員在工作中更加全面、多角度地考慮問題，并積極采取解決辦法。

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〔編輯：張思楠〕

Abstract： In electrical metrology， resulting in test and measurement error for many reasons， human factors， environmental factors and circuit characteristics factors. Therefore， for electrical metrology testing personnel， in the process of calibration and measurement should be fully consider these possible on the detection result error factors； minimize the error detection results in the presence of. In this paper， the cause of the error caused by the electrical measurement and measurement is analyzed.

Key words： electrical system； calibration measurement； measurement error； measuring instrument