淺析電學計量工作中的系統誤差

趙秀鳳 劉鹍

摘要：電學計量出現誤差的因素更加復雜多變，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誤差產生的原因，對于系統誤差的分析提供了思路，希望可以為電學計量工作的發展提供幫助。

關鍵詞：電學計量;誤差分析;系統誤差

系統誤差定義為：在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結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，其出現的原因與規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果的影響，對計量工作來說至關重要。在實際的工作中，系統誤差主要是主觀和客觀因素共同作用造成的。所以，想要計量工作的結果更準確，就必須深入尋找系統誤差產生的原因，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，個人對計量專業知識的掌握程度和對計量工作相關步驟的熟悉程度都會對計量結果產生影響，也就是會出現誤差，而這樣的誤差可大可小，只要平時多注意完善知識結構，擴寬知識領域，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習慣，有人習慣從上面讀數，有人習慣從下面讀數，檢定的時候也會有很多其他方面的習慣會影響到讀數，這就使所讀的示值與真值之間出現誤差，但是這種誤差是可以避免的，我們要養成良好的讀數習慣，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程和操作標準進行，如果不能嚴格要求自己，必然會導致計量過程中誤差的出現。

2?環境因素引起的誤差

最基本的環境因素就是溫濕度，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，甚至導致儀器無法開機工作。如果濕度超出標準范圍，容易導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。通常空氣的介質常數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生形變，標準電阻值隨之發生改變，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，電路中如果沒有設置相應的磁場屏蔽裝置，那么磁場對于電動儀表的影響就會表現出來。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生電容，很容易將交流電路變成通路。此時，如果電流發生泄漏容易致使原件讀數出現偏差，“貝塞克溫差熱電動勢” 出現在導體之間，并且出現觸電動熱現象，這樣就會對測量結果產生影響繼而出現系統誤差。

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，如果這種輔助設備的精度較低就會出現引入誤差，而這種誤差是不能忽略不計的，除非與其他誤差相比較數量級非常小。比如，計量工作中最常見到的可調節電源，一般規定直流電源電流中的交流部分不能過大，否則容易產生誤差，但是，對于直流電源這種通用設備通常只做功能性檢查，當發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，發現測量標準的元器件由于使用時間長，沒有及時更換容易導致其穩定性下降，對于線性與非線性元器件處理方法的不同，都會造成誤差的產生，會對測量結果產生很大的影響。設備之間的導線相互之間會產生電阻，雖然阻值不會很大，仍然會對測量結果產生影響。開關在使用的過程中，其阻值一直都有變化，當在不同檔位之間轉換時，一般開關阻值會發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果產生很明顯的影響。所以，在計量檢定工作中要盡可能選擇精度高的測量標準，以減小其產生的誤差，使測量結果更準確。

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的導體不同，很容易產生接觸性電動勢，對于一些非常精密的電學計量儀器設備就會產生很大影響，使得計量檢定的過程中產生系統誤差。同時，溫度的變化必然會引起電路的溫差電勢發生變化，也存在實際測量數值變大的問題，引起電路變化動態的系統誤差。

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，如果無功阻抗出現數值就是損耗電阻，如果無功分量出現在有功阻抗的數值中則是殘余電抗，如果把它們視為小數量級忽略不計，直接進行測量將會產生測量誤差，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?結束語

電學計量工作中涉及的儀器設備很多都是電子設備，其靈敏度高、精確性好，在各種電學計量控制和技術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、準確的找出誤差產生的原因并且進行必要的分析，保持認真、細致的工作態度，不放過任何誤差產生的細節，從而真正降低誤差產生的概率。

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，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）