探析影响仪器仪表测量误差的因素论文_汤福涛

探析影响仪器仪表测量误差的因素论文_汤福涛

深圳市泰特斯电力科技有限公司 518108

摘要:测量误差是客观存在的,有测量必定存在误差,在测量过程中造成误差的原因很多,主要是人员、环境、设备、测量方法这四方面。要求计量工作人员应通过对测量理论的学习,提高工作能力,科学合理地利用检定环境、选择检测设备和测量方法,以减少误差,提高测量的准确性。

关键词:仪器仪表;测量误差;因素

引言

计量工作在工程建设、产品设计和制造、勘探等领域占据着重要位置,属于基础工作范畴。在计量工作中,借助仪器仪表进行测量所得数据的准确性影响之后科研、制造以及施工等各环节。计量工作是一项基础性工作,其精确程度尤为重要。但在使用仪器仪表进行测量的过程中,虽然误差在所难免,但通过尽最大努力可有效减少误差对计量工作的影响,有助于后续工作的展开。

一、测量误差讨论

在实际测量工作中,难免会因测量仪器的原因、测量方法的原因、流程及人员的原因使测量结果与实际值之间存在误差的情况出现。对测量误差而言,由于其包含随机误差、系统误差及粗大误差,使误差在测量工作上难以避免。而需要做的工作就是通过探知影响误差的各类因素,尽最大可能降低系统误差及粗大误差出现和影响程度。

二、人员因素对测量误差的影响

人员因素是影响计量工作优劣、影响误差大小的重要因素。衡量一所检定部门计量检测水平低的好坏,往往是对检定部门内人员资质水平进行评判。在检定人员使用仪器仪表进行测量的过程中,即使是微小疏忽,也会对最终测量的数据造成影响。如果测量人员对相关数据处理规定和标准掌握不扎实,则极容易出现人为原因导致的数据误差。如混淆最后一位小数处理工作上是四舍五入还是直接取整,极容易出现较大的误差,甚至会影响最终仪器检定结果。因此,在计量工作中,对工作人员的业务水平、专业能力及对法律法规和标准的熟悉程度等提出较高要求。为了保证使用仪器仪表在测量工作中符合国家相应的标准和流程,要求工作人员熟练掌握各类仪器仪表的制作、使用原理和方法。检定部门还要求参与仪器仪表检定的工作人员具备相当的责任心以降低在检测中可能出现的各类误差。

三、环境因素对测量误差的影响

环境因素也是影响仪器仪表测量误差的重要因素。主要表现在环境的温度和湿度对仪器仪表自身的影响。尤其是涉及各类电路、线路以及精度较高的仪表时,在湿度较大、温度较高的环境中测量所得数据会与湿度较小、温度较低的环境中表现出明显差异,如湿度对电阻的影响等。针对这种外部温室环境对仪器仪表造成的影响,在实验室中多通过配备空调及加湿器的方式进行恒温恒湿处理,但这仅是保证实验室这一大环境的恒定。对仪器仪表而言,其内部小环境无法通过空调及加湿器进行处理。在实验室中震动、灰尘及电磁环境等也会对仪器仪表的测量产生一定影响。针对这一情况,在实验室中对各类仪器,尤其是可能会产生一定水汽或增加环境湿度的仪器,需与其他仪器采取隔离存放的方式以保证仪器之间不产生相互影响。还需要制定出实验室出入管理规定、设备仪器使用规定以从制度上保证整座实验室内环境对仪器仪表的影响降到最低。在计量工作中还要进行室外的测量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而各类仪器仪表,尤其是精度较高的仪器仪表会因为室外温度、湿度剧烈变化而在精度上产生一定误差。在实验室外需要进行测量的场所大多气象环境较为恶劣,多大风、多雨等天气,在一定程度上也干扰仪器仪表测量的准确性,增加其测量误差。

四、合理配置标准器和配套设备

一套检定装置是由标准器和配套设备组合而成,其配备不是越高级越好,而是应根据标准传递的需要来配置。按照JJG124-2005《电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程》的要求,标准器的准确度配置有0.05%就够了,配置电源的稳定度不低于被检表最大允许误差的1/10,调节细度不低于被检表最大允许误差的1/10。配置准确度太高的检定装置,实际上是一种资源的浪费。在配置检定装置时,首先考虑检定装置的适用性,即是不是适合标准传递的需要,所有仪表的量程是否能覆盖,输出功率是否能满足各种仪表的要求。其次才是要考虑检定装置的价格。

当检定仪表的过程中,可能会出现标准表和被检表量程不一致的问题,在SD110-83《电测量指示仪表检定规程》中规定,所用标准表的准确度等级和上量限可按公式选择:

式中:KO、Kx――分别为标准表和被检表的准确度等级;

Axm、Aom――分别为被检表和标准表的上量限;

α――为某一规定常数,若不更正标准表的读数时,宜选为5,若更正时,可选为3。

检定装置的标准器每年应送电科院省进行检定,对其配套设备每年进行稳定性与重复性考核和监视仪表准确度的测试,以确保其性能的稳定性处于良好状态。

五、仪器和测量方法对测量误差的影响

仪器误差是指因测量仪器仪表自身或设备附件因年久老化、磨损,及其他原因而发生的导致测量出现误差的情况。这一类情况大多发生在使用年限较长的仪器设备中。如电桥电阻、示波器等都会因年久老化而出现测量误差。如果仪器仪表出现零位偏移或刻度上的分布不均匀,也会在测量上导致较严重的误差。而这种误差大多来源于仪器仪表等设备在制作初就不符合相关仪器标准,测量方法因素导致的误差主要有两方面原因。一是使用不符合相关流程标准导致的误差,如在测量时要求垂直摆放的仪器没有按照要求进行垂直摆放,或在进行测量前没有按照流程进行校准等会导致一定误差。二是影响误差的因素为使用仪器错误而导致的误差。如在使用万用表对高阻电压进行测量时,由于万用表自身具有一定内阻而导致对电压的分流作用,影响对电压的测量并增大误差。

六、降低误差方法讨论

(1)针对仪器仪表自身在设计、制造初产生的误差,可通过设计误差修订或在测量工作前进行一定校准以降低因仪器仪表设计、组装原因而产生的误差。可在使用仪器仪表进行测量前,通过选取准确程度更高的仪器进行校准,明确出仪器自身误差存在的原因和表现形式以方便在后续测量工作中注意对误差进行消除。(2)针对测量方法的问题而造成的误差可通过调整基准面位置、注意受力方向和大小及注意读数方式方法以降低测量误差。(3)针对外部环境因素而产生的误差可以有意识地通过二次校准的方式对误差予以消除。(4)针对测量工作人员的问题而导致的误差,需在工作中强调测量工作的严肃性与科学性,尽最大可能保证测量数据的准确性,通过制定测量流程和工作制度以降低测量误差出现的可能。

结束语

人员、环境、设备、测量方法是直接影响测量结果是否准确的主要因素,在日常工作中应采用科学合理的测量方法,正确选择仪器仪表,对检定环境要经常监测,注意检定人员的精神状态,日常做好计量人员的专业培训,提高人员素质,尽量减小人员、环境、设备和测量方法所造成测量误差。

参考文献

[1]李新洁.浅谈影响仪器仪表测量误差的因素[J].山东工业技术,2016.

[2]沈秋红.我国仪器仪表的测量与检修的发展[J].中国新技术新产品,2014.

论文作者:汤福涛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期

论文发表时间:2018/4/5

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