關(guān)于電學(xué)計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差因素探析

張晴

（邯鄲市計量測試所 河北 邯鄲 056107）

引言

眾所周知，現(xiàn)代科技水平日新月異，有力推動著社會的發(fā)展與變革。為了滿足日益復(fù)雜的計量需求，融合電學(xué)理論的計量方式應(yīng)運而生，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及國家安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會生活等，其時代性、創(chuàng)新性與實踐性不言而喻。當(dāng)然，面對日益提升的計量標(biāo)準(zhǔn)，必須要綜合各類不利因素，提升電學(xué)計量檢定與測量的精確性，從而為提升電學(xué)計量的保障能力提供支撐。

1 規(guī)避系統(tǒng)誤差因素的必要性

進入新世紀(jì)以來，電力能源逐步成為社會的主要需求，其清潔能源的地位在短期內(nèi)難以被撼動。基于電力供應(yīng)保障的角度，電力計量與檢定成為重中之重，屬于電力保障的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)[1]。尤其是隨著電力系統(tǒng)的自動化、數(shù)字化及智能化發(fā)展，對于電學(xué)計量的要求也在持續(xù)提升，必須要加強測量精度上開發(fā)，以盡量減少測量中出現(xiàn)的誤差。從系統(tǒng)誤差的本質(zhì)分析，其屬于一種必然的存在，但同時也會呈現(xiàn)出相應(yīng)的規(guī)律和特點，通過對影響因素的深度分析，勢必能夠最大限度的弱化其影響，使電學(xué)計量的精度得以提升。因而，在實際的檢定和測量過程中應(yīng)當(dāng)充分了解檢定的測量的特點，對其實施全面的研究和評定，依托設(shè)備、操作及外部條件的完善，最終達到規(guī)避系統(tǒng)誤差的目標(biāo)。

2 電學(xué)計量系統(tǒng)誤差因素分析

2.1 量具因素

量具是實施電學(xué)計量的關(guān)鍵，在檢定過程中可劃分為相應(yīng)的級別，如0.5級或者0.1級等，其標(biāo)準(zhǔn)的差異也標(biāo)志著誤差的大小，這也是導(dǎo)致系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的關(guān)注因素。量具的級別由檢定規(guī)程及設(shè)計性能所決定，并有一定的應(yīng)用時效性，超過有效時間后將需要重新檢定，以保證檢定的有效性和準(zhǔn)確性[2]。同時，受量具自身質(zhì)量因素的影響，可能會出現(xiàn)失準(zhǔn)或者損壞的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致測量誤差超過限定的閾值，給電學(xué)計量的檢定帶來較大影響，并且在測量過程中較為隱蔽，難以在第一時間被發(fā)現(xiàn)。另外，設(shè)備特性誤差也是產(chǎn)生誤差的重要因素，由于各種檢定設(shè)備之間的細(xì)節(jié)性差異，或者所應(yīng)用的設(shè)備有效位數(shù)不夠、刻度不清晰等，都將造成系統(tǒng)誤差[3]。

2.2 裝置因素

電學(xué)計量檢定和測量具有一定的復(fù)雜性，在實施檢定和測量的過程中將涉及一定的輔助性設(shè)備，如電學(xué)計量的標(biāo)準(zhǔn)器需要依賴輔助設(shè)備，以適應(yīng)具有差異性的測量對象。首先，輔助設(shè)備引發(fā)的誤差。在與輔助設(shè)備協(xié)同使用的過程中，容易受到輔助設(shè)備質(zhì)量和性能的影響，從而引發(fā)檢定和測量的誤差范圍增大，影響檢定和測量的準(zhǔn)確性，如在可調(diào)電源設(shè)備的使用中，電壓及電流值的變化會對輔助測量的性能將產(chǎn)生影響，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)器檢定和測量結(jié)果誤差變大，并且在設(shè)備的使用上一般更關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)器的檢驗，而對輔助設(shè)備的送檢率不高，使測量誤差始終難以得到控制。其次，元器件引發(fā)的誤差。元器件作為檢定和測量中的重要組成，其自身的誤差極易傳遞到標(biāo)準(zhǔn)器之中，使誤差顯著的增加。再次，導(dǎo)線電阻及線路接點引發(fā)的誤差。電子設(shè)備雖然提升了測量的效率，但其自身也存在一定的局限性，如在設(shè)備實施測量時需要與接線柱、線路接點及導(dǎo)線連接，這一過程將容易受電阻因素影響，雖然其影響極其微弱，但對于高精度要求的檢定和測量而言仍然不可小視[4]。

2.3 變差因素

首先，電學(xué)計量裝置及其檢定配套儀器，通常都需要配合轉(zhuǎn)換開關(guān)使用，但根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的特性，在使用的過程中其電阻將產(chǎn)生動態(tài)變化，尤其是在轉(zhuǎn)換時會受到電阻變化值的影響，從而對檢定和測量的精度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。其次，電學(xué)計量設(shè)備需要通過開關(guān)、導(dǎo)線及路線節(jié)點來完成檢定和測量，而這些要素的交流感抗能力也至關(guān)重要，在使用中易受交流場景及電容、電感影響。最后，調(diào)節(jié)細(xì)度產(chǎn)生的誤差同樣不能忽視，在應(yīng)用補償法實施測量時如果不進行細(xì)度調(diào)節(jié)，將造成指示器偏轉(zhuǎn)幅度增加，無法滿足絕對平衡的要求，由此會造成數(shù)據(jù)獲取誤差的增加。

2.4 環(huán)境因素

電學(xué)計量系統(tǒng)誤差的影響，除了自身的設(shè)備因素外，還容易受到檢定和測量環(huán)境的干擾，從而增加檢定的誤差。主要包括以下四方面：一是外界交變磁場干擾；二是電子器件所產(chǎn)生的電位差、電容電流、電場及接地電場等，都會對測量設(shè)備產(chǎn)生干擾；三是電學(xué)計量時的周邊靜電，同樣會使儀器指針產(chǎn)生波動，增加誤差的機率；四是自然環(huán)境的制約，包括氣壓、溫濕度、振動及空氣電容等，均會對精度產(chǎn)生影響[5]。

2.5 人為因素

電學(xué)計量中應(yīng)重視人員操作因素，避免因操作問題所引發(fā)的誤差，而就誤差產(chǎn)生的機理看，主要有三方面：一是操作人員專業(yè)素質(zhì)問題，其操作的規(guī)范性、專業(yè)性及科學(xué)性，都會對檢定和測量帶來影響；二是實施人為數(shù)據(jù)的讀取過程中，易受到角度、刻度等差異，使讀數(shù)出現(xiàn)誤差；三是操作設(shè)備的習(xí)慣或力度差異，都會影響系統(tǒng)測量精度的變化，從而引發(fā)更大誤差。

3 結(jié)語

總而言之，伴隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的進步，電學(xué)計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差日益減小，但面對自動化、數(shù)字化和智能化的新需求，必須進一步降低檢定和測量的誤差，以適應(yīng)當(dāng)代對電學(xué)計量的需求。通過對各種影響因素的分析，為后續(xù)的實踐和調(diào)整提供有益借鑒，為電學(xué)計量精度的發(fā)展提供支撐和保證。