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摘要：实验室检定绝缘电阻表时，计量标准器、环境条件及检定人员的习惯不同等诸多因素都会导致测量结果偏离其真实值，发现和减小这些可能产生测量误差的因素，进行有效控制和减小，才能确保标准量值的准确传递。
关键词：绝缘电阻；误差；真实值
前言
绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪表，属于强制检定的计量器具，绝缘电阻表的误差在使用中会直接影响测量的准确性。为了保证绝缘电阻测量的准确可靠，依据《计量法》的规定，应在规定周期内，对绝缘电阻表进行检定。在实验室检定绝缘电阻表过程中，由于各种因素的影响，会产生测量误差，使其检定测量结果偏离标准量值的真实值。要使检定结果准确可靠，必须尽可能减小和控制测量误差。
1.测量误差的来源
测量误差是不可避免的，要有效地减小和控制测量误差，必须寻找测量误差的来源。测量误差的来源很多，根据误差的性质分为系统误差、随机误差和粗大误差。
由于误差的性质不同，其误差特性也各不相同。系统误差是在测量过程中产生的误差，其值是固定不变的，或者是遵循一定的规律变化的。随机误差是当在同一条件下对同一对象重复进行测量时，在极力消除一切明显的系统误差之后，每次测量结果仍然会出现一些无规律的随机性变化，如果测量仪器的灵敏度或分辨能力足够高，那么就可以观察到这种变化。而粗大误差则是由于测量过程中操作、读数、记录和计算等方面的错误而引起的误差。由于系统误差和随机误差决定了测量的准确度，系统误差和随机误差越小，测量结果越准确。下面主要从这两个方面进行阐述。
2.系统误差的发现及控制
2.1计量标准器对系统误差的影响
在规程规定的实验室标准条件下，对某某电表厂的ZC-7型同一块绝缘电阻表进行检定，绝缘电阻表参数为500V、500MΩ，Ⅱ区段范围为1MΩ～50 MΩ，等级指数为10级，检定时绝缘电阻表发电机转速恒定在每分钟120转，使用不同计量标准器所测的测量结果如下：
使用某高阻箱作为检定标准器，高阻箱×1 MΩ电阻盘准确度等级为0.5级，×10 MΩ电阻盘准确度等级为1.0级，检定该绝缘电阻表Ⅱ区段内各刻度电阻值及基本误差如表一：
表一.png)
使用DZX92F绝缘电阻表检定装置作为检定标准器，高阻箱×1 MΩ电阻盘准确度等级为0.2级，×10 MΩ电阻盘准确度等级为0.5级，检定结果如表二：
表二.png)
上述两组数据显示，在规定的测量条件下，应用相同的检定方法，不同的计量标准器检定同一绝缘电阻表的基本误差值不同，说明不同的计量标准器所复现的系统误差的估计值不同。测量标准器的选择，直接影响测量结果中系统误差的大小。
2.2测量条件改变时的系统误差
在不同的测量条件下，应用相同的检定方法，使用同一计量标准器所复现的系统误差的估计值不同。使用DZX92F绝缘电阻表检定装置作为检定标准器，被试品为同一编号的ZC-7型绝缘电阻表。
规程规定实验室检定环境条件，温度23°，相对湿度65%，电网供电电压允许偏差1.3%，检定结果见上表二。
实验室检定环境条件改变，温度10°，相对湿度20%，电网供电电压允许偏差5%，检定结果见下表三：
表三.png)
对比表二和表三的数据可见，在测量条件改变时，如随时间、温度、湿度等条件发生变化时，测量结果按某一确定的规律变化，可能是线性、也可能是非线性地增加或减少，说明测量结果存在可变的系统误差。
2.3系统误差的减小方法
2.3.1为减小测量结果中的系统误差，应选择准确度等级和量限合适的计量标准器。
2.3.2对系统误差的已知部分，对检定结果进行修正的方法来减小系统误差。如表一中10MΩ刻度点检定标准值为10.20 MΩ，而用高一等级的检定装置检定的标准值为10.10MΩ，则可知系统误差的估计值为0.10 MΩ，也就是修正值为-0.10 MΩ。
2.3.3消除检定中一切产生系统误差的因素。被试绝缘电阻表的安放位置是否在水平、垂直或平行的理想状态、手摇发电机的转速，检定过程中试验接线产生的接触电阻，都会带来测量的系统误差，在实验室检定时进行避免。
3.随机误差的发现及减小
随机误差是指在在实验室检定绝缘电阻表过程中重复测量中按不可预见方式变化的测量误差的分量，它是获得测量结果时各种随机影响因素的综合反映，包括计量标准器、配套恒速器、环境条件等因素及实际测量的随机变化。
随机误差的大小程度反映了测得值的分散性，即测量的重复性，用试验标准偏差表示。在相同条件下，对如同一被测量X做n次重复测量，每次测得值为Xi，测量次数为n，是用赛贝尔公式法、极差法及较差法来计算的实验标准偏差。以赛贝尔公式法来计算实验标准偏差实例如下：
使用DZX92F绝缘电阻表检定装置作为检定标准器，在规程规定检定条件下，在同一时间对如同一被测量10MΩ做10次重复测量，得出一组数据10.08 MΩ，10.07 MΩ，10.10MΩ，10.10 MΩ，10.09 MΩ，10.08 MΩ，10.09 MΩ，10.11 MΩ，10.13 MΩ，10.09MΩ。
首先，计算算术平均值：
=（10.08+10.07 +10.10+10.10+10.09+10.08+10.09+10.11 +10.13+10.09）/10=10.094 MΩ
根据残差公式：Vi=Xi-X 计算一组数据残差为：-0.014 MΩ，-0.024 MΩ，0.006 MΩ，0.006 MΩ，-0.004 MΩ，-0.014 MΩ，-0.004 MΩ，0.016 MΩ，0.036 MΩ，，-0.004 MΩ。
计算残差平方和：.png)
最后，计算试验标准为：.png)
由计算可知，取多次测量值的算术平均值作为测量结果的值，可以减小检定时的随机误差。但是随测量次数的进一步增加，算术平均值的实验标准偏差减小的程度减弱，同时会增加人力、时间和仪器的损耗，应用中一般选取n在3～20之间。
另外，在对一个被测量进行重复性检定所获得的若干检定结果中，可能会出现了与其他值偏离较远且不符合统计规律的个别值，如果测得值中混有这种异常值，必然会歪曲测量的结果，只有将这些异常值剔除掉，才可使结果更符合客观实际。
结束语
绝缘电阻表的检定对其使用者意义重大，其检定质量关系到其对被测物品绝缘性能的判断。在实验室检定中发现和减小系统误差和随机误差，有效控制粗大误差，使检定结果尽可能地反映被试绝缘电阻表的真实值。
作者简介：
李波、女、1971年7月生、大学本科、工程师、现从事电测仪表检定工作
论文作者:李波
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：误差论文; 测量论文; 电阻论文; 标准论文; 系统论文; 准确度论文; 实验室论文; 《基层建设》2015年29期论文;