摘 要:干擾電學計量檢定以及測量活動的要素非常多。文章具體的分析了常見的要素,以及其形成的原因。在作者看來任何優秀的檢定工作者都要意識到存在的干擾要素,只有明確了存在的問題,才能夠更好的解決問題,開展好檢定活動。干擾電學計量的測定工作開展的要素非常多,比如工作者以及使用的措施和設備等等。
關鍵詞:電學;檢定;測量;系統誤差;因素
1 電學計量測量及檢定的必要性
電是現代人類社會所不可缺少的發展動力,運用在生活的各個方面。其中,電測量是電應用中不可或缺的重要環節。由于許多非電量的測量都是轉化為對電信號的測量,因此電測量在測量領域具有重要的基礎地位。目前,測量的數字化得到更廣泛的應用,以此為基礎的自動化、智能化和網絡化測量是重要的發展方面。并隨著全球化進程發展迅速的今天,測量精度甚至影響到世界各國之間的物質交流和技術交流等。由此可見,發現和消除系統誤差是很重要的工作。
系統誤差又稱確定性誤差,指恒值不變或按一定規律變化的誤差,它一般是有規律地出現,一般可在測量結果中消除掉其影響。但是,如果沒有發現已經存在的系統誤差,那么在計量檢定和校準中就會比較危險,對檢定結果危害較大。測量不準確度用系統誤差來表征,根據測量數據,評定被測事物的優劣等級。計量儀器的測量精度會直接影響產品的質量乃至企業效益。而且經濟全球化的進程日益加快,測量精度甚至會影響進出口產品質量和國家的進出口經濟效益。
2 誤差產生的原因分析
2.1測量人員因素
主要是由于測量人員的主觀因素造成的。一般是由于測量人員對電學知識的掌握程度和對測量流程的熟悉理解程度不夠造成的誤差。由于觀察者的一些不正確的測量習慣會造成的所讀示數與真實值之間的誤差。在測量的具體操作過程中,難以保證每一步都符合標準,必然會出現一些系統誤差。此外,由于每一次的測量者不同,其生理特征不一致,如觀察者的身體濕度、靜電等,從而導致測量結果的不一致。
這種問題主要有兩個表現。一是沒有按照規定開展工作。如果工作者不按照規定好的步驟開展活動的話,就會導致誤差,這類現象非常常見,此處不加以論述。其次是使用非標準的措施的時候也會導致問題。在測定的時候常用到非標準的措施。比如在校準設備的時候,因為措施不一樣,就會導致結果不同。
2.2 測量儀器因素
生產測量儀器時,都要考慮所生產的標準器的實際應用情況,并根據不同的應用規定出不同的范圍,這也使電子計量過程中有不同的準確度和精準度,在計量過程中所測量的數據也會有系統誤差,但是只要標準器的精準度越高,得到的測量結果的精準度就越高。一般情況下檢定證書中會標清標準器的有效期和精準度。在測量前,測量人員要根據不同測量物品的特點來選擇合適的測量工具,盡量減小已經存在的系統誤差。(2)儀器顯示造成誤差,這是說不同儀器的相關最小刻度、有效位數等所顯示的精度不同,操作人員在讀數時,可能會因為人為原因造成誤差。(3)指示儀在讀數中造成誤差,在差值法測量值時,這種測量值是測量人員通過指示器顯示的讀數計算出來的,在讀數過程中產生誤差是不可避免的,最終會影響測量值。主要由于違規操作和采用非標準的方法來測量導致的誤差。因此,一定要按照規定的操作程序測量并采用統一的標準測量方法以減少誤差。
2.3 測量裝置因素
在利用標準器進行測量和檢定時,通常需要一整套配套的相關設備才能完成測量,如果這套設備中有性能不好的裝置,那么很容易會造成系統誤差。并且這種誤差不易被檢測人員發現。如果這些設備使用時間過長,那么設備的穩定性會受到影響,從而產生誤差。在整套的設備使用中,是通過開關和導線來建立聯系的。由于開關和導線的電阻十分微小,通常情況下是可以忽略不計的,在精準度高的測量中,開關和導線的電阻也會造成一定的誤差。此外,要考慮輔助設備在交流環境下的電容、電感等。靈敏度是測量方法可不可取最重要的衡量標準之一,在條件允許的情況下,要盡可能提高裝置的靈敏度,獲得更為精確的結果。設測量裝置的指示器可以觀察到的最小變化為△Y相應的被測量的變化為△X,則△X就是可能由指示器靈敏度不夠引起的測量誤差。測量裝置是否配套和性能是否良好都會影響到測量結果的準確性,只有具備完善的、各個設備都性能良好的配套裝置,才能減小系統誤差。長時間使用設備測量而不進行檢查,那么必將會影響設備的穩定性,從而產生誤差,整套測量設備是由導線和開關相聯系的,一般情況下我們都忽略不計導線和開關的電阻,因為導線和開關的電阻對整個電路影響非常微小,,但是在要求十分嚴格的高度精確的測量中,導線和開關的電阻會對測量結果造成影響,引起測量值誤差。各元件穩定性因素和線性與非線性因素都會對測量結果造成影響,元件穩定性因素造成的誤差是指元件的使用時間過長造成元件穩定性降低所導致的誤差,線性與非線性誤差是指對線性與非線性元件的處理方式不相同使測量值存在一定出入。除了上述的因素之外,還應該考慮輔助設備在交流環境下的電容等,在可能的條件下,盡量做到提高裝置的靈敏度,以便獲得更為準確的測量值。
2.4 量具方面的原因
第一,電學計量標準中的標準器如標準表就有一定級別如0.1級、0.5級等,即系統誤差,這種誤差非常常見,是按照產品的性能等規定的,在檢定資料中往往加以論述,而且有時間限制,超過時間的話就要再次對其檢定。此處要注意的是,此類設備或許會損壞,此時其誤差就不準確了。第二,儀表顯示導致的問題。除了上述誤差之外,設備本身的性質也會導致誤差。比如,設備的位數不夠也容易導致失誤。比如規定五位數字,一旦使用四位的設備測量的話就會出現問題。除此之外,設備的讀數裝置不合理也會導致問題,比如刻度不明確,光點太暗,尤其是靈敏性恰好符合規定的時候,失誤會和靈敏性較低導致的問題同樣嚴重。對于那些刻度不一樣的儀器來說,當針指在那些刻度非常密集的地方時,發生讀數失誤的幾率就相對較大。另一種讀數誤差來源是測量時沒有使指示儀表指針接近滿刻度,因為指示儀表準確度規定為a=絕對誤差AX/最大讀數Xmax=常數,與指針擺幅無關,也就是有絕對誤差△X不變的系統誤差。這樣指針擺幅越小,AX在測量結果中所占比例越大,即測量的相對誤差就越大。第三,不完全平衡測量中指示儀表的影響。在用差值法測量時,要依據指示儀表示值來求出被測量,指示儀表的示值誤差當然會影響被測值的準確性。不過,一般來說,即使微差值的測量準確度不高,最終結果仍可以達到較高的精確度。最后,數字儀表間隔采樣的影響。數字儀表是用間隔采樣后通過MD轉換的方法把被測值變成數字量的,它的間隔采樣方法可能漏掉一些被測量的波動信息,產生誤差。
結語
在電學計量的測量過程中,由于受到各方面因素的影響,不可避免的會產生誤差,對此,我們要確定這些誤差產生的來源,盡量減少誤差,并對測量結果進行不確定度的評定,以檢測測量結果的可靠性。
參考文獻
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