淺析電學(xué)計(jì)量工作中的系統(tǒng)誤差

趙秀鳳 劉鹍

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

關(guān)鍵詞：電學(xué)計(jì)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(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無(wú)限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之差。通常，在電學(xué)計(jì)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(guò)分析被人們所掌握并且能夠減少其影響，通過(guò)科學(xué)的方法減少甚至避免誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，對(duì)計(jì)量工作來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在實(shí)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(jì)量工作的結(jié)果更準(zhǔn)確，就必須深入尋找系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因，這對(duì)加強(qiáng)電學(xué)計(jì)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(jì)量檢定工作都離不開(kāi)人，個(gè)人對(duì)計(jì)量專業(yè)知識(shí)的掌握程度和對(duì)計(jì)量工作相關(guān)步驟的熟悉程度都會(huì)對(duì)計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生影響，也就是會(huì)出現(xiàn)誤差，而這樣的誤差可大可小，只要平時(shí)多注意完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)寬知識(shí)領(lǐng)域，不斷改進(jìn)工作方法，不斷加強(qiáng)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(jì)量檢定人員有不同的讀數(shù)習(xí)慣，有人習(xí)慣從上面讀數(shù)，有人習(xí)慣從下面讀數(shù)，檢定的時(shí)候也會(huì)有很多其他方面的習(xí)慣會(huì)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(xí)慣，盡量減小這方面的誤差。在計(jì)量檢定工作中，每一次計(jì)量檢定都必須嚴(yán)格按照檢定規(guī)程和操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如果不能嚴(yán)格要求自己，必然會(huì)導(dǎo)致計(jì)量過(guò)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(jì)量檢定時(shí)溫濕度必須達(dá)標(biāo)，如果溫度太低，會(huì)影響儀器的靈敏度，甚至導(dǎo)致儀器無(wú)法開(kāi)機(jī)工作。如果濕度超出標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)量檢定工作中最基本的要求，其對(duì)計(jì)量檢定的影響千萬(wàn)不可忽視。通常空氣的介質(zhì)常數(shù)會(huì)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(huì)隨之發(fā)生改變。同時(shí)，大氣壓還會(huì)影響線圈骨架，大氣壓超出范圍過(guò)高時(shí)會(huì)使線圈骨架發(fā)生形變，標(biāo)準(zhǔn)電阻值隨之發(fā)生改變，標(biāo)準(zhǔn)電阻器的阻值也隨之受到影響。電子元件在使用過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)相對(duì)較小，一般忽略不計(jì)。但是，電路中如果沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的磁場(chǎng)屏蔽裝置，那么磁場(chǎng)對(duì)于電動(dòng)儀表的影響就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。所以，在計(jì)量檢定的時(shí)候要適當(dāng)考慮磁場(chǎng)方面的影響。電路之間的絕緣電阻在測(cè)量過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電容，很容易將交流電路變成通路。此時(shí)，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(dòng)勢(shì)” 出現(xiàn)在導(dǎo)體之間，并且出現(xiàn)觸電動(dòng)熱現(xiàn)象，這樣就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響繼而出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

3?測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)引起的誤差

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是由主標(biāo)準(zhǔn)器與其他設(shè)備配套使用，計(jì)量檢定時(shí)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(huì)出現(xiàn)引入誤差，而這種誤差是不能忽略不計(jì)的，除非與其他誤差相比較數(shù)量級(jí)非常小。比如，計(jì)量工作中最常見(jiàn)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(guò)大，否則容易產(chǎn)生誤差，但是，對(duì)于直流電源這種通用設(shè)備通常只做功能性檢查，當(dāng)發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候很容易被忽略。作者通過(guò)工作中不斷的觀察和大量的研究，發(fā)現(xiàn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的元器件由于使用時(shí)間長(zhǎng)，沒(méi)有及時(shí)更換容易導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降，對(duì)于線性與非線性元器件處理方法的不同，都會(huì)造成誤差的產(chǎn)生，會(huì)對(duì)測(cè)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(huì)產(chǎn)生電阻，雖然阻值不會(huì)很大，仍然會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。開(kāi)關(guān)在使用的過(guò)程中，其阻值一直都有變化，當(dāng)在不同檔位之間轉(zhuǎn)換時(shí)，一般開(kāi)關(guān)阻值會(huì)發(fā)生很小的變化可以忽略不計(jì)，如果該阻值變化很大就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很明顯的影響。所以，在計(jì)量檢定工作中要盡可能選擇精度高的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，以減小其產(chǎn)生的誤差，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。

4?電路因素引起的誤差

在計(jì)量檢定的過(guò)程中，由于電路連接點(diǎn)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體不同，很容易產(chǎn)生接觸性電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于一些非常精密的電學(xué)計(jì)量?jī)x器設(shè)備就會(huì)產(chǎn)生很大影響，使得計(jì)量檢定的過(guò)程中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。同時(shí)，溫度的變化必然會(huì)引起電路的溫差電勢(shì)發(fā)生變化，也存在實(shí)際測(cè)量數(shù)值變大的問(wèn)題，引起電路變化動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)誤差。

在交流電路中直角誤差是最常見(jiàn)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(gè)直角邊上，如果無(wú)功阻抗出現(xiàn)數(shù)值就是損耗電阻，如果無(wú)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(jí)忽略不計(jì)，直接進(jìn)行測(cè)量將會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，也就是直角誤差。公式為Z=R+j X。在計(jì)算過(guò)程中，只取R或者X，都會(huì)帶來(lái)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(yǔ)

電學(xué)計(jì)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(xué)計(jì)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(jì)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(xué)計(jì)量工作的開(kāi)展。這就要求我們電學(xué)計(jì)量檢定人員要不斷加強(qiáng)自身知識(shí)的學(xué)習(xí)，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的找出誤差產(chǎn)生的原因并且進(jìn)行必要的分析，保持認(rèn)真、細(xì)致的工作態(tài)度，不放過(guò)任何誤差產(chǎn)生的細(xì)節(jié)，從而真正降低誤差產(chǎn)生的概率。

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（作者單位：中國(guó)人民解放軍91315部隊(duì)）