電學計量檢定及測量系統(tǒng)誤差因素探析

楊雙哲

（湖南湘潭市計量測試檢定所，湖南 湘潭 411100）

0 引 言

電學計量在日常生活和生產(chǎn)中具有關(guān)鍵作用。影響電學計量檢定質(zhì)量的因素較多，如量具因素、裝置因素、儀器因素以及人員因素。系統(tǒng)誤差是檢定過程中不可避免也無法完全消除的，只有切實強化操作人員的操作能力，才能提升測量和檢定的結(jié)果精確性。因此，對電學計量檢定及測量系統(tǒng)誤差因素進行分析和探討，對促進相關(guān)工作的有序進行具有現(xiàn)實意義。

1 電學計量測量與檢定的積極意義

新時期下，隨著我國社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展，電能成為人們生活和企業(yè)生產(chǎn)的重要能源。電學計量工作對提升我國電力領(lǐng)域的科研水平具有直接影響，同時電學計量儀器的準確性和可靠性，也與企業(yè)效益、產(chǎn)品質(zhì)量密切關(guān)系。因此，要研究和分析電學計量測量與檢定，促進我國電力領(lǐng)域進一步發(fā)展。

2 電學計量檢定及測量系統(tǒng)誤差的相關(guān)因素

2.1 人為因素

人員是開展檢定及測量工作的主體。操作人員的個人素質(zhì)、知識水平、職業(yè)操守以及操作習慣，對系統(tǒng)誤差具有直接影響[1]。第一，人員誤差。該誤差主要是由操作人員的行為習慣、測定規(guī)范性、基礎(chǔ)知識以及職業(yè)能力導致.如果操作人員的操作行為不規(guī)范、工作態(tài)度不認真、基礎(chǔ)知識不扎實，那么檢定結(jié)果往往將缺乏真實性和可靠性。第二，讀數(shù)誤差。由于每個操作人員的讀數(shù)習慣不同，在讀取指針指示儀的過程中，角度不同也會導致系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生。第三，操作影響。操作人員在操作設(shè)備的過程中，習慣和力度不同，對檢定結(jié)果也會帶來一定影響。

2.2 方法因素

具體操作過程中，由于方法因素而導致出現(xiàn)系統(tǒng)誤差主要體現(xiàn)在以下兩點[2]。第一，操作人員在檢定過程中沒有按照檢定要求和流程進行操作，進而導致出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。第二，檢定過程中，檢定所需的測量儀器不同、校準方法不同，也會對其測定結(jié)果帶來一定影響。

2.3 量具因素

第一，標準量具。在電學計量檢定過程中，標準量具具有相應(yīng)的級別，如0.5級或者0.1級等，而不同標準量具的級別可能導致出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。在檢定工作中，這是最常見的誤差。級別是按照檢定規(guī)程和設(shè)計性能進行規(guī)定的，需要體現(xiàn)在檢定證書中，并且標有有效時間。如果超過有效時間，需要對其進行重新檢定。但是，需要注意，量具可能會出現(xiàn)損壞或者失準的情況。在這一情況下，誤差會超出證書中標明的誤差，對檢定結(jié)果帶來更大影響，而這種情況是操作人員難以發(fā)現(xiàn)的。第二，儀器儀表特性誤差。操作人員在讀數(shù)過程中，由于儀器儀表特性而導致的誤差，如儀器儀表有效位數(shù)不夠、暗線不清晰、光點不夠亮以及刻線不清晰等，都可能導致出現(xiàn)誤差[3-4]。對于刻度不均勻儀表，其指針如果指定在密度較大的刻度位置，會為操作人員帶來讀數(shù)困難。因此，操作人員要選擇指針指在疏松刻度位置時進行讀數(shù)，降低可能出現(xiàn)的誤差。第三，數(shù)字儀表采樣影響。使用數(shù)字儀表過程中，如果操作人員以間隔采樣的方式進行檢定，可能會致使波動信息被遺漏，進而出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

2.4 裝置因素

第一，輔助設(shè)備誤差。標準器需要與輔助設(shè)備進行連接，才能組成標準裝置用于測量和檢定工作。如果輔助設(shè)備存在質(zhì)量問題或者性能較差，操作人員很難發(fā)現(xiàn)，將導致檢定出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。例如，可調(diào)電源屬于檢定工作重要的輔助設(shè)備，其輸出電壓和電流較小，如果不能對其輸出值進行有效控制，勢必導致測量誤差的出現(xiàn)[5]。同時，這種設(shè)備很少送檢，即使出現(xiàn)些許問題也不宜察覺。

第二，元件誤差。檢定工作中，使用的元件對檢定結(jié)果具有直接影響。因此，操作人員需要綜合考慮輔助量具和元件的誤差，明確和計算其對結(jié)果可能帶來的影響，進而保證測量和檢定的精確度。

第三，導線電阻和線路接點的影響。在測量和檢定過程中，測量線路要通過開光、接線柱、各個接點以及導線等。他們本身具備電阻，雖然在檢定過程中這些電阻因為很小而被忽視，但是在準確性具有較高要求的情況下，依然會對檢定帶來一定影響。

第四，開關(guān)變差因素。轉(zhuǎn)換開關(guān)是檢定工作中配套儀器的常見部件，其電阻具有動態(tài)變化性。在轉(zhuǎn)換過程中，電阻會產(chǎn)生些許變化，對檢定結(jié)果帶來不可忽視的影響，進而出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

第五，開關(guān)、導線和線路節(jié)點的交流感抗。操作人員在檢定過程中如果存在交流場景，還需要綜合考慮導線、節(jié)點以及接線柱的電容和電感影響。

第六，調(diào)節(jié)細度產(chǎn)生的誤差，如操作人員選擇補償法開展測量，如果沒有進行細度調(diào)節(jié)，當線路最終平衡時，會導致指示器偏轉(zhuǎn)較大而不能達到絕對平衡。這種估算得出的結(jié)果也存在較大誤差。

2.5 元件因素

第一，元件穩(wěn)定性。元件可能出現(xiàn)損壞或者老化情況，直接影響其穩(wěn)定性。隨著元件使用時間的延長，其數(shù)值也會發(fā)生一定的變化，影響檢定結(jié)果。但是，這種影響很難察覺，沒有任何外部特征。第二，非線性與線性。檢定過程中，常見的元件分為線性與非線性，二者需要經(jīng)過不同處理。例如，在不同電壓和不同電流下，其測量結(jié)果存在較大差異[6]。

2.6 環(huán)境因素

第一，磁場影響。檢定過程中，如果空間具有較強的磁場，其對檢定結(jié)果會帶來較大影響。第二，電場影響。它具體顯現(xiàn)在泄漏電流而導致元件出現(xiàn)數(shù)值變化，如電感線圈在受到漏電影響后，其數(shù)值出現(xiàn)較大的變化。第三，靜電影響。靜電是檢定中不可忽視的因素，其對儀表的動圈和指針都可能帶來影響，導致指示出現(xiàn)誤差。第四，濕度影響。當絕緣體出現(xiàn)受潮情況時，會導致其電阻變小。尤其針對高阻元件，如果受潮將嚴重影響其測量結(jié)果。同時，濕度還會對空氣介電指數(shù)和電容器容量帶來影響。因此，操作人員在檢定中要注重空氣濕度，在精度要求較高的檢定工作中，一杯熱水都可能導致濕度增加。第五，壓強影響。大氣壓與介帶常數(shù)具有直接影響，如絕緣油，其受到大氣壓的影響較大，其侵入深度會對檢定結(jié)果帶來一定影響。第六，振動影響。例如，電容板之間的間隙會導致容量出現(xiàn)變化，進而影響結(jié)果，而振動是導致電容板出現(xiàn)間隙的主要原因，因此振動也是導致系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的重要因素[7]。

3 結(jié) 論

電學計量檢定和測量過程中，導致其出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的原因較多，甚至一些細微的因素都可能對結(jié)果帶來嚴重影響，增加檢定工作的難度。因此，操作人員在測量和檢定中，需要綜合考慮多項因素，規(guī)范自身的操作行為，以確保結(jié)果的可靠性和準確性。

[1] 王平東.電學計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差因素分析[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2017，（23）：328.

[2] 陳日照.電學計量檢定及測量系統(tǒng)誤差因素探析[J].計量與測試技術(shù)，2017，44（2）：39-40.

[3] 段維成.電學計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差因素研究[J].科技經(jīng)濟導刊，2016，（12）：77.

[4] 韓 冬，姜抒辰.對電學計量檢定及測量的誤差原因分析[J].科技展望，2015，25（36）：93.

[5] 劉少杰.電學計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差因素研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（17）：297.

[6] 劉仁僧，韓亞楠.對電學計量檢定及測量的誤差原因分析[J].科技經(jīng)濟市場，2015，（5）：178.

[7] 沈 洋，周 宇.電學計量檢定及測量的誤差原因探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2013，（13）：56，66.