理化計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差因素分析

李磊 劉俊澤

【摘 要】隨著社會的不斷發(fā)展和進步，對于理化計量檢定和測量的要求不斷提高，并隨著社會生產(chǎn)的精細度程度越來越高，對于理化計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差控制要求也隨之增高。因此加強系統(tǒng)誤差的分析與控制，提高計量的準確性是適應社會發(fā)展趨勢的必然選擇。本文通過對引起理化計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差的因素進行分析，并指出改善的措施，希望對促進計量工作的高質(zhì)量發(fā)展做出積極貢獻。

【關(guān)鍵詞】理化計量檢定;測量;系統(tǒng)誤差;因素分析

引言

理化計量檢定和測量工作的高質(zhì)量發(fā)展有助于提高計量行業(yè)的準確性，為社會更加高效高質(zhì)量發(fā)展提供保證，因此有必要開展影響理化計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差的分析。做到盡量在實際工作中，有效規(guī)避這些誤差，以確保最后計量的結(jié)果符合社會的實際需要，不斷提高計量的準確性。理化計量檢定和測量的系統(tǒng)誤差可以通過采取相應措施盡量避免，因此要加強對于系統(tǒng)誤差的控制，以提高計量工作的有效性，為社會的高質(zhì)量發(fā)展保駕護航。

一、主觀因素

所有測量活動均由人控制，并且在測量過程中有許多人為因素會影響測量結(jié)果。例如，一些新員工不熟悉系統(tǒng)的操作和測量知識，這將對測量結(jié)果產(chǎn)生一些影響。當前，相關(guān)部門需要加強對人員的培訓，以便他們可以更好地使用該工具。在測量過程中，操作員通常會有自己的思維方式，或者由于某些個人習慣，所觀察到的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有所不同。因此，在實際使用中，要遵循標準程序并在觀察讀數(shù)時注意角度。在機械切換過程中，由于操作人員的專業(yè)技能的掌握不同，會產(chǎn)生不同的電阻。并且在使用過程中，不同的插入力或旋轉(zhuǎn)力會產(chǎn)生不同的阻力，這都會對測量結(jié)果的準確性產(chǎn)生不同的影響。此外，在使用校準器時，不同的操作員具有不同的校準習慣和方法，從而導致不同的理化計量檢定和測量結(jié)果。在驗證過程中，操作員必須避免由于不符合要求和驗證程序而導致系統(tǒng)錯誤。同時驗證過程中使用的不同驗證工具和校準方法也會對測量結(jié)果產(chǎn)生一些影響，因此要對理化計量檢定和測量工具和校準方法進行統(tǒng)一的規(guī)定，以減少因為人為因素導致的系統(tǒng)誤差，提高計量結(jié)果的準確性。

二、客觀因素

（1）環(huán)境因素

在測量電路的過程中，會受到許多外部環(huán)境因素的影響，包括電路環(huán)境、磁場環(huán)境和濕度環(huán)境等。通常，在電路和電路之間使用絕緣體以產(chǎn)生一定的電容，阻止二者之間產(chǎn)生影響。當施加電壓時，電容器將交流電轉(zhuǎn)換為一條路徑，該路徑會導致一定的電流泄漏，該泄漏電流會直接影響電表的讀數(shù)。當電路之間出現(xiàn)交流電時，會產(chǎn)生一定的溫差，即熱量輸出，這將導致電路組件之間的溫度變化。眾所周知，電路周圍會有一定的磁場，對電路沒有影響，但是直流電路中沒有對電力系統(tǒng)設(shè)備的屏蔽，磁場會對電路產(chǎn)生一定的影響并會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。尤其是在測量環(huán)境中外部磁場較強的情況下，電路中的每個線圈都會產(chǎn)生交流電磁場，因此在測量過程中這些元件的磁場不可忽略。由于水具有導電性，因此空氣中的水分會在測量過程中引起一些測量誤差。空氣濕度和溫度的變化會引起空氣介電常數(shù)的一系列變化，并改變空氣中電容器的電容，從而對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。例如，測量電路周圍的氣壓變化會影響其電容。

（2）計量方案因素

①輔助設(shè)備性能不佳。將標準設(shè)備連接到輔助設(shè)備，以形成標準的計量驗證設(shè)備。如果輔助設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問題或性能不佳，則操作員很難找出原因，從而導致系統(tǒng)驗證錯誤。例如，穩(wěn)壓電源是具有低輸出電壓和電流的重要測試工具，如果不能有效地控制輸出值，將不可避免地發(fā)生測量誤差。而且，即使沒有發(fā)現(xiàn)問題，也很少將這種設(shè)備送去檢查。②組件有故障。在驗證工作中，所使用的組件將直接對驗證結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，操作人員需要充分考慮輔助測量儀器和組件的誤差，識別并計算可能對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響，以確保測量和驗證的準確性。③線路電阻。在測量和驗證過程中，測量線必須穿過相關(guān)設(shè)備、電路、各種觸點和電線。它們都配備有電阻器，盡管這些電阻由于尺寸小而在測試過程中被忽略，但是當對精度的要求很高時，它們?nèi)匀粫y試產(chǎn)生一些影響。④轉(zhuǎn)換開關(guān)。轉(zhuǎn)換開關(guān)是常用的測試儀器組件，其電阻值會動態(tài)變化。在轉(zhuǎn)換過程中，電阻將發(fā)生一些變化，這些變化會顯著影響測試結(jié)果，然后引起系統(tǒng)誤差。⑤開關(guān)、電線和線路節(jié)點的交流電感。如果在驗證過程中存在通信場景，則操作員還必須考慮電線、組件和電路的電容和電感的影響。⑥細度調(diào)整而產(chǎn)生誤差。例如，如果操作員選擇一種補償方法進行測量，而如果不進行細度調(diào)整，則當線最終平衡并且無法實現(xiàn)絕對平衡時，指示器將具有較大的撓度，評估結(jié)果也有很大的誤差。

（3）其他因素

其他設(shè)備也會對標準設(shè)備的計量產(chǎn)生影響，通常將標準設(shè)備與其他測量設(shè)備組合在一起，如果不將通用輔助設(shè)備送去檢查，那么輔助設(shè)備的性能失誤會直接導致系統(tǒng)錯誤。同時連接到校準或輔助測量儀器的電路的組件的錯誤也會直接影響測量結(jié)果的準確性。在測量電路的過程中，必須在電源穩(wěn)定的條件下進行，但是，在測量頻率的過程中，電路中的頻率將對測量結(jié)果產(chǎn)生一些影響。例如，當電壓不穩(wěn)定時，電路的頻率波動會增加，這會影響測量結(jié)果。當直流電流進入電路時，通常會進行濾波，但是如果濾波不正確，則直流電流中會存在一定量的交流電，這會導致較大的誤差。如果在測量過程中設(shè)置了電壓值，并且靈敏度高于測量值，則指示燈不會改變，這會導致更大的誤差。因此，為了提高測量結(jié)果的準確性，在測量過程中電流和電壓應盡可能穩(wěn)定，并應定期檢查電源，以盡量減少這些不穩(wěn)定因素對電路的影響。

結(jié)論

綜上所述，隨著社會的快速發(fā)展和前進，對于理化計量檢定和測量工作的要求也原來越高，一些細節(jié)上的處理失誤也會對計量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，從而導致計量工作的失敗，給社會的生產(chǎn)帶來較大的安全隱患。因此有必要在進行理化計量檢定和測量工作時，積極有效的開展計量工作，從細節(jié)處入手，加強系統(tǒng)控制，減少人為誤差。同時對設(shè)備進行檢驗，提高計量設(shè)備的準確性，確保理化計量檢定和測量工作的高標準的進行。

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（作者單位：新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院）