電學(xué)計(jì)量檢定及測量的誤差因素分析

重慶市機(jī)械工業(yè)理化計(jì)量中心　李　義

電學(xué)計(jì)量檢定及測量的誤差因素分析

重慶市機(jī)械工業(yè)理化計(jì)量中心李義

電學(xué)計(jì)量在進(jìn)行檢定和測量中易出現(xiàn)誤差，而引起誤差產(chǎn)生的因素卻很多，有電路本身特性因素、環(huán)境因素以及人為因素等。因此工作人員在進(jìn)行電學(xué)計(jì)量檢定測量的過程中，需對(duì)影響檢定測量出現(xiàn)誤差的因素做綜合考慮，以達(dá)到減少誤差的目的。本文主要針對(duì)電學(xué)計(jì)量檢定和測量誤差因素進(jìn)行了論述研究，希望具有一定的參考價(jià)值。

電學(xué)計(jì)量；檢定測量；誤差因素

1　測量人員所導(dǎo)致的誤差因素

測量工作人員在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取中所出現(xiàn)的誤差，此種誤差大多是由測量人員所造成的，因他們將不規(guī)范的測量習(xí)慣帶入到數(shù)據(jù)觀察中所致，例如在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀數(shù)時(shí)采取估讀的習(xí)慣，觀察的角度不同等。因此，加強(qiáng)測量人員的規(guī)范測量，將誤差降低到最小，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)然進(jìn)行實(shí)際操作檢定過程中，并不能確保各個(gè)環(huán)節(jié)都能嚴(yán)格達(dá)到規(guī)范要求，這就導(dǎo)致系統(tǒng)誤差幾率的增加，因此在操作過程中需盡可能的按照標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。在操作過程中測量人員所造成的誤差，通常是因測量人員所掌握的電學(xué)知識(shí)不足、熟練度不夠、沒有清楚理解操作流程等所致，出現(xiàn)這種情況就需要對(duì)操作人員進(jìn)行電學(xué)知識(shí)、操作技術(shù)的專門培訓(xùn)和指導(dǎo)，以此來杜絕或減少人員操作所帶來的誤差。此外在對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)過程中，運(yùn)用不同的校準(zhǔn)方式所帶來的校準(zhǔn)結(jié)果也會(huì)不同，可選用高精度儀器來做測量。

2　環(huán)境所導(dǎo)致的誤差因素

在進(jìn)行檢定和測量過程中所處的環(huán)境能影響檢測的精準(zhǔn)度。影響檢定測量的環(huán)境因素主要包含以下四個(gè)因素。

2.1磁場因素

在使用電子元件的途中通常產(chǎn)生的磁場是比較小的，幾乎可忽略不計(jì)，但是如果沒有在直流電流中安裝與之對(duì)應(yīng)的屏蔽裝置，電動(dòng)系儀表中就能將磁場所造成的影響凸顯出來。而每個(gè)電感線圈之間都能產(chǎn)生交流磁場，影響著彼此，所以對(duì)電學(xué)計(jì)量進(jìn)行檢定測量中就必須考慮這些因素。

2.2水分因素

如果所處的測量環(huán)境濕度較大，將會(huì)降低測量工具中絕緣體電阻，導(dǎo)致測量工具在使用過程中電容會(huì)由交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橥贰y量環(huán)境中濕度較大會(huì)導(dǎo)致大氣壓影響電常數(shù)，特別是高阻器件最為明顯，空氣中濕度的變化能帶動(dòng)空氣介質(zhì)常數(shù)做出改變，影響檢定測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，對(duì)人體呼出氣體以及空氣中的水蒸氣都需要進(jìn)行考慮、重視。

2.3氣壓因素

大氣壓能夠?qū)諝庵械慕橘|(zhì)常數(shù)造成影響，從而影響了電容器的電容值使其產(chǎn)生變化，能間接影響檢定測量效果。此外大氣壓對(duì)線圈骨架也具有一定影響，能夠?qū)е戮€圈骨架發(fā)生變形，造成標(biāo)準(zhǔn)電阻數(shù)值發(fā)生變化，給標(biāo)準(zhǔn)電阻器在阻值上帶來了影響。

2.4電路環(huán)境因素

電路間的絕緣體以及電路絕緣體在進(jìn)行檢定測量中易出現(xiàn)電容，一旦出現(xiàn)電容則會(huì)將交流電轉(zhuǎn)變成通路，若此種情況下出現(xiàn)電流泄漏則會(huì)對(duì)原件的讀數(shù)產(chǎn)生影響，而導(dǎo)體間也將出現(xiàn)貝塞克溫差熱電動(dòng)勢，導(dǎo)致觸電動(dòng)熱，影響最終測量結(jié)果。

3　測量裝置因素

3.1裝置配套和性能因素

進(jìn)行電學(xué)計(jì)量檢定及測量所使用裝置性能的好壞，以及裝置是否配套都關(guān)乎著測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，這就要求各設(shè)備需具備良好、完善的配套裝置，從而將系統(tǒng)誤差降到最低。如果設(shè)備測量長期使用卻不進(jìn)行定期檢查，將會(huì)對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性造成影響，從而產(chǎn)生誤差。

3.2元件穩(wěn)定性以及線性、非線性因素

由于元件長期使用而導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降所造成的誤差則是元件穩(wěn)定性因素所造成的誤差。處理線性、非線性元件采用不同的方式所得到的測量結(jié)果具有一定區(qū)別則是線性與非線性誤差。無論是元件的穩(wěn)定性，還是線性、非線性因素都能影響測量的結(jié)果。

3.3輔助設(shè)備因素

處于交流環(huán)境下輔助設(shè)備的電容也會(huì)影響測量的結(jié)果，條件允許情況下，可加大裝置的靈活度，從而得到更為精準(zhǔn)的測量值。

4　電路特性因素

4.1模誤差、相角誤差

交流電路中尤其要注意相位差和幅值這兩個(gè)影響因素，電壓OD若去平衡，而電壓OC未知的情況下，向量OD端點(diǎn)與C點(diǎn)間的距離就同電壓靈敏度閾值即長度是OD時(shí)相等，若將CD減小就無法觀察到指示器是否變化，這種情況下靈敏度閾則是半徑r=CD的圓，對(duì)OC的測量有模的誤差和相角誤差。

圖1　用電壓OD去平衡未知電壓

4.2直角誤差

交流電路中阻抗三角形中電抗同電阻處于兩直角邊上，若無功阻抗中具有分量則是損耗電阻，若有功阻抗中具有無功分量則是殘余電抗，如果忽略它們就進(jìn)行測量將會(huì)出現(xiàn)測量誤差，而這種誤差就是直角誤差。組抗Z=R+jX。在計(jì)算過程中，如果只取R或者只取X，都會(huì)帶來誤差。

5　小結(jié)

電學(xué)測量同其它測量相比所造成誤差出現(xiàn)的因素更為復(fù)雜多變，即便是十分微小的影響量或者本身所具有的影響特性都能對(duì)測量結(jié)果造成影響，這在很大程度上加大了解決的難度。本文主要從測量實(shí)踐方面對(duì)電學(xué)計(jì)量檢定及測量系統(tǒng)誤差做了相關(guān)分析，系統(tǒng)誤差難以被發(fā)現(xiàn)，許多誤差并不能從儀表上顯示出來，因此電學(xué)檢定測量的相關(guān)人員必須對(duì)系統(tǒng)誤差的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行理解、掌握，并能找出消除誤差的方式、方法。

［1］肖婷婷.電學(xué)計(jì)量的誤差分析及不確定度理論研究［J］.科技信息，2013，16：480-481.

［2］曾曉泉.儀器設(shè)備修正因子的正確使用［J］.南方農(nóng)機(jī)，2013（05）：35.