淺析電學計量工作中的系統(tǒng)誤差

趙秀鳳 劉鹍

摘要：電學計量出現(xiàn)誤差的因素更加復(fù)雜多變，這也加大了電學計量工作的難度。本文分析了電學計量工作中系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，對于系統(tǒng)誤差的分析提供了思路，希望可以為電學計量工作的發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：電學計量;誤差分析;系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差定義為：在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。通常，在電學計量中，誤差的形成原因很多，其出現(xiàn)的原因與規(guī)律是可以通過分析被人們所掌握并且能夠減少其影響，通過科學的方法減少甚至避免誤差對測量結(jié)果的影響，對計量工作來說至關(guān)重要。在實際的工作中，系統(tǒng)誤差主要是主觀和客觀因素共同作用造成的。所以，想要計量工作的結(jié)果更準確，就必須深入尋找系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，這對加強電學計量工作中誤差的研究具有十分重大的意義。

1?人員引起的誤差

任何完整的計量檢定工作都離不開人，個人對計量專業(yè)知識的掌握程度和對計量工作相關(guān)步驟的熟悉程度都會對計量結(jié)果產(chǎn)生影響，也就是會出現(xiàn)誤差，而這樣的誤差可大可小，只要平時多注意完善知識結(jié)構(gòu)，擴寬知識領(lǐng)域，不斷改進工作方法，不斷加強工作能力就可以將這方面的誤差降為最低。眾所周知，不同的計量檢定人員有不同的讀數(shù)習慣，有人習慣從上面讀數(shù)，有人習慣從下面讀數(shù)，檢定的時候也會有很多其他方面的習慣會影響到讀數(shù)，這就使所讀的示值與真值之間出現(xiàn)誤差，但是這種誤差是可以避免的，我們要養(yǎng)成良好的讀數(shù)習慣，盡量減小這方面的誤差。在計量檢定工作中，每一次計量檢定都必須嚴格按照檢定規(guī)程和操作標準進行，如果不能嚴格要求自己，必然會導(dǎo)致計量過程中誤差的出現(xiàn)。

2?環(huán)境因素引起的誤差

最基本的環(huán)境因素就是溫濕度，計量檢定時溫濕度必須達標，如果溫度太低，會影響儀器的靈敏度，甚至導(dǎo)致儀器無法開機工作。如果濕度超出標準范圍，容易導(dǎo)致儀器中的絕緣電阻阻值變小，交流電由于電容的變化將變成通路。高阻器件尤其明顯，溫濕度達到標準是計量檢定工作中最基本的要求，其對計量檢定的影響千萬不可忽視。通?？諝獾慕橘|(zhì)常數(shù)會由于大氣壓的變化而變化，使得電容器的作用也受到影響，電容值也會隨之發(fā)生改變。同時，大氣壓還會影響線圈骨架，大氣壓超出范圍過高時會使線圈骨架發(fā)生形變，標準電阻值隨之發(fā)生改變，標準電阻器的阻值也隨之受到影響。電子元件在使用過程中都會產(chǎn)生磁場，這種磁場相對較小，一般忽略不計。但是，電路中如果沒有設(shè)置相應(yīng)的磁場屏蔽裝置，那么磁場對于電動儀表的影響就會表現(xiàn)出來。所以，在計量檢定的時候要適當考慮磁場方面的影響。電路之間的絕緣電阻在測量過程中會產(chǎn)生電容，很容易將交流電路變成通路。此時，如果電流發(fā)生泄漏容易致使原件讀數(shù)出現(xiàn)偏差，“貝塞克溫差熱電動勢” 出現(xiàn)在導(dǎo)體之間，并且出現(xiàn)觸電動熱現(xiàn)象，這樣就會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響繼而出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

3?測量標準引起的誤差

測量標準是由主標準器與其他設(shè)備配套使用，計量檢定時也是作為整體組合使用，如果這種輔助設(shè)備的精度較低就會出現(xiàn)引入誤差，而這種誤差是不能忽略不計的，除非與其他誤差相比較數(shù)量級非常小。比如，計量工作中最常見到的可調(diào)節(jié)電源，一般規(guī)定直流電源電流中的交流部分不能過大，否則容易產(chǎn)生誤差，但是，對于直流電源這種通用設(shè)備通常只做功能性檢查，當發(fā)生問題的時候很容易被忽略。作者通過工作中不斷的觀察和大量的研究，發(fā)現(xiàn)測量標準的元器件由于使用時間長，沒有及時更換容易導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降，對于線性與非線性元器件處理方法的不同，都會造成誤差的產(chǎn)生，會對測量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。設(shè)備之間的導(dǎo)線相互之間會產(chǎn)生電阻，雖然阻值不會很大，仍然會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。開關(guān)在使用的過程中，其阻值一直都有變化，當在不同檔位之間轉(zhuǎn)換時，一般開關(guān)阻值會發(fā)生很小的變化可以忽略不計，如果該阻值變化很大就會對測量結(jié)果產(chǎn)生很明顯的影響。所以，在計量檢定工作中要盡可能選擇精度高的測量標準，以減小其產(chǎn)生的誤差，使測量結(jié)果更準確。

4?電路因素引起的誤差

在計量檢定的過程中，由于電路連接點對應(yīng)的導(dǎo)體不同，很容易產(chǎn)生接觸性電動勢，對于一些非常精密的電學計量儀器設(shè)備就會產(chǎn)生很大影響，使得計量檢定的過程中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。同時，溫度的變化必然會引起電路的溫差電勢發(fā)生變化，也存在實際測量數(shù)值變大的問題，引起電路變化動態(tài)的系統(tǒng)誤差。

在交流電路中直角誤差是最常見的誤差，直角誤差即阻抗三角形的電抗和電阻分別處于兩個直角邊上，如果無功阻抗出現(xiàn)數(shù)值就是損耗電阻，如果無功分量出現(xiàn)在有功阻抗的數(shù)值中則是殘余電抗，如果把它們視為小數(shù)量級忽略不計，直接進行測量將會產(chǎn)生測量誤差，也就是直角誤差。公式為Z=R+j X。在計算過程中，只取R或者X，都會帶來誤差。在交流電路中除了直角誤差還有模誤差和相角誤差。

5?結(jié)束語

電學計量工作中涉及的儀器設(shè)備很多都是電子設(shè)備，其靈敏度高、精確性好，在各種電學計量控制和技術(shù)研究中有著良好的使用效能，但是在具體的計量工作中也更加容易受到各種因素的影響，直接影響了電學計量工作的開展。這就要求我們電學計量檢定人員要不斷加強自身知識的學習，能夠及時、準確的找出誤差產(chǎn)生的原因并且進行必要的分析，保持認真、細致的工作態(tài)度，不放過任何誤差產(chǎn)生的細節(jié)，從而真正降低誤差產(chǎn)生的概率。

參考文獻

[1]任德棋.電學計量[M].北京：中國計量出版社，2002.

[2] 沙定國.淺析不確定度與誤差的概念與方法[J].宇航計測技術(shù)，1996，16（2）：4650.

[3]趙丹華.電學計量檢定及測量的誤差原因探討[J].科技風，2016（05）：36.

[4]李義.電學計量檢定及測量的誤差因素分析[J].電子世界，2016（18）：50.

（作者單位：中國人民解放軍91315部隊）