電工電子測量方法應用及誤差分析

關文舉

摘 要： 電工電子實驗中，測量是極為重要的內(nèi)容，測量的準確性將對實驗質量產(chǎn)生直接性的影響，不僅是對科學理論知識進行驗證的重要標準，也是發(fā)現(xiàn)新問題、形成新理論的重要方法。本文主要就電工電子測量的誤差以及測量方法進行分析研究。

關鍵詞： 電工電子；測量方法；應用；誤差

電工電子測量中，誤差是不可避免的，電工電子測量誤差會受到人為操作、環(huán)境以及儀器自身的影響，所以需要采取有效的測量方法減少誤差，將被測量物的本質特點準確的反映出來。

一、電工電子測量誤差

測量誤差說的是測量值與標準值之間存在偏差，電工電子測量是利用儀器設備獲得需要的數(shù)據(jù)信息。其實不管何種測量都是有誤差的，測量誤差有絕對、相對之分。標準值是一種客觀的參考依據(jù)，與環(huán)境是有關系的。絕對誤差是測量結果與真值之差，絕對誤差=測量值-真值，其大小能夠將測量結果與標準值間的偏差直接反映出來[1]。相對誤差是絕對誤差與被測量值之比，常用絕對誤差與儀表示值之比，以百分數(shù)表示，相對誤差=（絕對誤差/儀表示值）×100%。引用誤差是絕對誤差與量程之比，以百分數(shù)表示。引用誤差=（絕對誤差/量程）×100%。

二、電工電子測量誤差出現(xiàn)的原因

電工電子的測量誤差是無法避免的，需要科學的分析測量的誤差，明確誤差出現(xiàn)的原因，并采取有效的措施進行管理控制，使誤差得以減少。電工電子測量誤差之所以出現(xiàn)主要有以下幾方面原因。

1、人為誤差

在所有測量誤差中，人為因素造成的誤差是最不容易避免的，測量人員不同，對測量結果的分辨能力、習慣性等也是不同的，并且不同測量人員的思維方法以及視覺疲勞等有差異，所以在對測量數(shù)據(jù)讀取或記錄時就容易出現(xiàn)誤差。此外，測量人員的責任感也會對電工電子測量誤差產(chǎn)生影響。

2、計算誤差

計算誤差也是操作誤差，電工電子測量后，在處理測量結果時就會出現(xiàn)誤差，在對測量結果處理時需要處理一項、多項結果[2]，在推導公式時，近似值算法會使測量結果與標準值之間存在差異。

3、環(huán)境誤差

環(huán)境因素造成的誤差是比較復雜的，控制起來有一定的難度。電工電子測量儀器的使用環(huán)境不同，相關參數(shù)以及被測量物的屬性也會出現(xiàn)變化。環(huán)境因素涉及空氣、溫度、濕度以及電壓強度等，要想誤差得到消除，就必須要對測量的環(huán)境進行控制，使其不發(fā)生變化。

4、儀器誤差

電工電子測量中，測量儀器是最為重要的工具，測量儀器的質量以及參數(shù)情況將對測量的結果產(chǎn)生直接性的影響。測量儀器不同，其結構、測量等級以及制造工藝等都是存在差異的，任何位置出現(xiàn)問題會對使測量結果出現(xiàn)偏差。儀器誤差主要表現(xiàn)在以下方面，儀器中的一些器件使用時間比較長、操作不規(guī)范導致誤差；儀器自身設計不夠完善；機械部件磨損嚴重；被測量物的精度等級不足，導致測量不精確；儀器設備刻度值不夠準確。

二、電工電子測量方法分析

電工電子測量使用的儀器不同，度量器的直接參與以及測量結果的取得方法等會形成不同的測量方法，常見的測量方法主要有以下幾種。

1、直接測量法

直接測量的方法是通過一次測量就能夠從實驗數(shù)據(jù)中獲得測量結果，利用度量器對被測量數(shù)據(jù)的大小進行比較，還可以利用單位刻度的儀表直接獲得測量數(shù)值。比如使用電流表對電流進行測量，使用萬用表測量電阻器的電阻值等，都是直接的測量方法。這種直接測量的方法比較簡單，能夠快速的讀取數(shù)據(jù)，但是測量的準確定不僅會受到儀器儀表自身誤差的影響，儀器儀表與電路接入之后，儀器儀表內(nèi)阻也會被引入到測量電路中，轉變電路的工作狀態(tài)，直接測量法的準確性并不高。

2、間接測量法

間接測量的方法就是測量過程中只能將與被測量相關的電量測出來，然后進行計算，最終獲得測量數(shù)據(jù)。比如對共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)工作點進行設置時，需要將集電極電流調(diào)到某一數(shù)值[3]，但是測量電路中的電流是比較麻煩的，就可以對集電極電阻的電壓進行測量，然后將集電極電流測量出來。相比于直接測量方法，間接測量的方法誤差更大。對于一些對精準性要求不高的場合，是可以使用這種方法進行估算的。

3、比較測量法

比較測量法就是將被測量的數(shù)據(jù)與度量器在比較儀器中進行對比，進而獲得被測量數(shù)據(jù)的方法。比較測量法主要有三種，分別是零值法、較差法以及代替法。

對于零值法，是被測量測量對儀器的使用與已知數(shù)據(jù)對儀器的使用，二者相互抵消的方法獲得的，利用指零儀表進行判斷。指針指到零時，說明被測量的數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)是相等的。使用零值法測量數(shù)據(jù)的準確性，與度量器的準確性以及指零儀表的靈敏性有關。

對于較差法，是被測量的數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)之間的差值，對測量儀器產(chǎn)生作用，進而實現(xiàn)測量目標的一種測量方法。

代替法指的是，被測量被已知量代替，若不能對測量儀器原有讀數(shù)狀態(tài)進行改變，被測量數(shù)據(jù)與已知數(shù)值就是相等的，進而獲得測量的結果。

總之，比較測量法的靈敏性和準確性是比較高的，但是也需要注意比較法操作起來比較麻煩，這種設備的復雜程度較高，可以用來進行精確測量。

結束語：

如今科學技術發(fā)展，儀器儀表等也快速的升級換代，對精確度的要求逐漸提高，在實際的測量過程中，要結合實際情況選擇合適的測量的方法，盡量選擇比較簡單的測量方法，并保證誤差被控制在合理的范圍內(nèi)。

參考文獻

[1]楊棟，李曙光，李皓，趙清泉. 電工電子產(chǎn)品電參數(shù)有效值測量方法探討[J]. 電子世界，2016，（15）：20+22.

[2]陳運強. Multisim仿真在電工電子實驗中的應用[J]. 現(xiàn)代職業(yè)教育，2016，（02）：76-77.

[3]孫繼平. 煤礦用電工電子產(chǎn)品電磁兼容性要求及試驗方法[J]. 煤炭科學技術，2013，41（06）：68-72.