儀器儀表測量誤差的產生原因及降低誤差方法

郝金旺 劉英 劉志遠

摘要：現階段，我國的經濟發展的十分的迅速，科學技術的發展也有了很大的提高。使用儀器儀表進行測量是計量工作的基礎。首先對測量過程中出現的誤差種類和性質進行分析，其次分別對測量工作中影響儀器儀表測量誤差的人為因素、環境因素、設備因素以及測量方法因素進行了討論。

關鍵詞：儀器儀表；測量誤差；產生原因；降低誤差方法

中圖分類號：TO487 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0435-01

引言

計量工作在工程建設、產品設計和制造、勘探等領域均占據著重要的位置，屬于基礎工作范疇。而在計量工作中，借助儀器儀表進行測量所得數據的準確性則影響著科研、制造以及施工等各個環節。因此也可以說，計量工作是一項基礎性工作，其精確程度尤為重要。但同時需要認識到，在使用儀器儀表進行測量的過程中，雖然誤差是在所難免的，但通過努力可以有效減少誤差對計量工作的影響，進而有助于后續工作的展開。因此，對影響儀器儀表測量誤差的包括人員因素、環境因素、設備因素以及計量方式方法因素進行分析，進而為減少誤差提供參考意見。

1 儀器儀表測量誤差的產生原因

1.1 測量誤差討論

在實際的測量工作中，難免會因為測量儀器的原因、測量方法的原因、流程以及人員的原因而使得測量結果與實際值之間存在誤差的情況出現。事實上，需要認識到對于測量誤差而言，由于其包含了隨機誤差、系統誤差以及粗大誤差，這就使得誤差在測量工作上難以避免。而需要做的工作就是通過探知影響誤差的各類因素，進而盡最大可能降低系統誤差以及粗大誤差出現和影響的程度。

1.2 人員因素對測量誤差的影響

人員因素是影響計量工作優劣、影響誤差大小的重要因素。一般而言，衡量一所檢定部門的計量檢測水平，往往是對檢定部門內人員資質水平進行評判。在檢定人員使用儀器儀表進行測量的過程中，即使是微小的疏忽，也會對最終測量的數據造成影響。不僅如此，如果測量人員對相關數據處理規定和標準掌握不扎實，則極容易出現人為原因導致的數據誤差。

1.3 環境因素對測量誤差的影響

環境因素也是影響儀器儀表測量誤差的重要因素。這主要表現在環境的溫度和濕度對儀器儀表自身的影響。尤其是涉及各類電路、線路以及精度較高的儀表時，在濕度較大、溫度較高的環境中測量所得數據會與濕度較小、溫度較低的環境中表現出明顯的差異。例如，濕度對電阻的影響等。一般而言，針對這種外部溫室環境對儀器儀表造成的影響，在實驗室中多通過配備空調以及加濕器的方式進行恒溫恒濕處理。但需要認識到，這僅僅是保證了實驗室這一大環境的恒定。對于儀器儀表而言，其內部的小環境無法通過空調以及加濕器進行處理。同時，在實驗室之中微小的震動、灰塵以及電磁環境等也會對儀器儀表的測量產生一定的影響。針對這一情況，對可能產生一定水汽或增加環境濕度的儀器，需要與其他儀器采取隔離存放的方式以保證儀器之間不產生相互的影響。同時，還需要制定實驗室出入管理規定、設備儀器使用規定以從制度上保證整座實驗室內環境對儀器儀表的影響降到最低。另外，在計量工作中還要進行室外的測量。

2 儀器儀表測量誤差的措施

2.1 要有合格的計量人員

在各項資源中，人是最寶貴的也是最重要的資源，一個檢定機構的水平高低很大程度上取決于人員素質的高低。這就要求計量工作人員不但要有扎實的基礎知識、專業知識，要熟悉計量法律、法規，更要熟悉各種儀表的原理、檢定規程和測量方法，還要掌握正確的數據處理方法，有豐富的工作經驗和實際工作能力。例如一只0.2級電流表，得到其中一點的測量誤差為0.209%，就直接化整為0.21%，判斷該表不合格，其實采用正確的數據處理方法后，得出該表的誤差為0.20%，正好合格。另外還要求計量工作人員有很強的工作責任心、良好的精神狀態，因為如果人員責任心不強，在工作中馬馬虎虎，是必會造成測量結果的不準確，人為的擴大了誤差。除此以外還要注意不斷地進行知識更新，以適應不斷的發展。

2.2注意實驗室環境因素的影響

為了保證計量儀表檢定數據的準確，控制實驗室環境的溫濕度是不可或缺的措施。不同儀表的檢定規程都提出了不同的要求，在實際工作中，即使實驗室的溫度和濕度都達到檢定規程的要求，檢出來的儀表也不一定合格。例如一次梅雨季節周末過后，檢定一批絕緣電阻表，發現大多數不合格，過了兩天后重新檢定卻又都合格了。后來通過仔細分析后發現了問題所在，原因是：雖然實驗室通過空調、抽濕機等手段很快達到了要求，但標準器和儀表內部的小環境還是原來不合格的狀態，所以造成了測量結果的不合格，等到標準器和儀表內部的小環境和外部環境一樣了，測量結果自然合格了，由此可見環境溫度和濕度對儀表測量誤差的影響是很大的，特別是環境濕度對高阻值測量儀表的影響尤為明顯。所以在天氣濕度較大的環境下，一定要注意實驗室的環境監測，還要把能產生濕度的設備區域與電測實驗室進行有效隔離，以保證互不影響。除了溫、濕度要達要求外，還要注意灰塵、震動和外磁場、輻射等對表計測量的影響，在工作中應嚴格執行實驗室管理制度，對影響檢定、校準和檢測質量的區域的進入和使用應加以控制，當環境條件危及到檢定、校準和檢測結果時，應停止工作，以確保測量結的準確性。對于檢定指針式儀表來說還要考慮到光源的問題，這雖然無明文規定，但在實際工作中對測量結果確有影響，因為能否準確地讀表直接關系到測量結果的準確性。另外還要關注實驗室電源的質量，這里主要指的是電源接地線的問題，因為現在檢定裝置配備的標準器大部份是數字儀表，電源接地是否良好對數字儀表的讀數的穩定有著舉足輕重的影響。

2.3 合理配置標準器和配套設備

一套檢定裝置是由標準器和配套設備組合而成，它們的配備不是越高級越好，而是應該根據標準傳遞的需要來配置。按照JJG124-2005《電流表、電壓表、功率表及電阻表檢定規程》的要求，標準器的準確度配置有0.05%就夠了，配置電源的穩定度不低于被檢表最大允許誤差的1/10，調節細度不低于被檢表最大允許誤差的1/10。配置準確度太高的檢定裝置，實際上是一種資源的浪費。我們在配置檢定裝置時，一是要考慮檢定裝置的適用性，即是不是適合標準傳遞的需要，所有儀表的量程是否能覆蓋，輸出功率是否能滿足各種儀表的要求。其次才是要考慮檢定裝置的價格。

3 結語

綜上所述，人員、環境、設備是直接影響測量結果是否準確的主要因素，在日常工作中我們應采用科學合理的測量方法，正確地選擇儀器儀表，對檢定環境要經常監測，注意檢定人員的精神狀態，日常做好計量人員的專業培訓，提高人員素質，盡量減小人員、環境、設備和測量方法所造成測量誤差。

參考文獻

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