论文部分内容阅读
【摘 要】在进行电气测量时,根据误差性质的不同,测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏失误差。测量人员在工作中应正确了解测量仪器的特点以及测量误差产生的原因掌握正确的测量技术和方法,尽量减少误差并剔除误差,这样能确保我们的测量质量。
【关键词】仪表;测量;误差
1.设备因素产生的误差
每一种测量设备都有最合适的测量范围,我们需要做的是正确选择测量设备,以及正确选择测量设备上的测量挡位。我们不要认为选用精确度越高的,其测量结果越准确。
例如:被测直流功率约为1050W,电路电流:I=4.8A。一只功率表量限为220V,15A,0.2级,表的最大可能误差:r=220×15×0.002=6.6W,测量误差r≈0.6%。另一只功率表量限为220V,5A,0.5级的,表的最大可能误差:r=220×5×0.005=5.5W,测量误差r≈0.5%所以,我们应选用精度较低的0.5级的功率表来进行测量,而不是选用精度较高的0.2级的功率表。
数字仪表的输入级离不开放大器,所以在数字电表的输入端接被测对象时会有零电流流过,这个电流具有恒流源的性质,即电流不随被测对象内阻变化而变化,输入信号越小这项影响就越突出,操作人员要尽量选择合适的输入信号,减少零电流的影响。
测量仪器电键按钮接触不良,将导致回路接触不良,热电势大,工作不稳定,而回路时断时通引起读数不稳定,主要原因就是银触点脏污造成的。转换开关的质量和磨损程度对测量的影响也很大,对测量盘、温度补偿盘、变换量限开关等,无论是定轴式、动轴式、油浸式,只要其性能变差,其接触电阻、接触热电势都会引起误差,这类故障引起的误差有其特点,在切换到某一档时,读数不成规律变化或出现突变,或示值不稳,一般在反复旋动接点后,读数会暂时恢复正常,要彻底解决问题就必须检修。电位器触点不良引起的误差与此类似。换向开关、按键开关大多是不便拆开的,当其接触电阻变差不稳定时,可以尝试从手柄处滴人工业酒精同时不断扳动手柄,有望恢复功能;转换开关绝缘电阻降低,应注意观察触点问是否有残余金属粉末,一般清除后即可恢复。
辅助设备的状况对测量误差也有影响,例如电桥供电不足会严重影响测量精度,其电源的选用必须按照说明书要求进行,如没有说明书时,可按不大于被测电阻或标准电阻额定电流的1/2作为电源的工作电流。对于电池的选取不当也会引起误差,一般工作电流1毫安以上的要用蓄电池,1毫安以下的用甲电池,标准电池原则上只能提供电势,不能提供电流,有的标准电池长期使用后虽有电势但内阻过大,也会使线路灵敏度降低;对新充电的蓄电池必须经过人工放电到稳定值后才能使用。正确使用专用导线。因为有些测量仪器配有专用导线,对导线电阻的大小有要求。使用时,必须满足。例如,低量限的电压表和与分流器组合使用的大量限电流表;使用双电桥时,跨线电阻必须很小。
2.环境因素产生的误差
有些测量仪器受环境的影响较大,一般包括:温度、湿度、电场、磁场、压力、光照、振动、微尘和供电质量等。
温度的变化对测量的结果影响十分明显。标准电阻由锰铜制成,阻值随温度的变化而变化,变化的情况以温度系数表示,一个标准电阻如果温度系数未知,当不在20℃下使用,标准电阻值就无法准确确定,从而失去检测的意义;对于内附稳压源的设备,例如一些内附稳压源电位差计,温度的变化对稳压值有影响,会影响到测量的结果。当然,上述设备发生温度偏差也可以通过各种公式和系数进行换算,但是换算得出的毕竟只是个近似值,如果偏差过大,算出的结果是不能保证准确度的。
防止温度变动对测量影响的首要条件就是按照规程要求,严格控制实验室环境温度在规定范围。当温度条件在20℃附近有少量偏差时,可以采用各种办法进行修正,标准电阻要通过温度系数进行换算;对于有温度补偿盘的电位差计要做好最小步值的检测及调节。同时,严格按照规程的要求,对检测设备及被检仪器进行恒温、预热,不同的仪器对于预热的要求是不同的,必须满足技术说明书的要求;不同的仪器对恒温的要求也是不同的,不能一概而论,例如,对于电阻的测量,由于其自身发热引起误差,通电后测量要快,尤其是测量0.1Ω以下的电阻,电流的正、反向开关应间歇使用,否则被测电阻因长时间通过大电流会引起很大的温升误差。
仪器对于环境湿度的要求也应给予足够的重视。特别是在梅雨季节,房间内湿度往往偏高,仪器中的电子元件等受潮后,易锈蚀、霉变,造成仪器接触不良、性能下降,甚至损坏。潮湿的环境还容易使仪器的绝缘性能变差,产生不安全的因素。湿度对静电感应也会有影响,湿度低时静电感应的影响会加大,这时操作者相当于一电容极板,仪器则是另一极板,简单有效的检查方法是,接好测量线后,用手靠近一下或轻碰一下仪器或引线,看看电流表有否不正常的偏转,有偏转则说明有静电感应。防止静电感应的办法是使人与仪器的外壳等电位。平时可以利用空调机的去湿功能来控制实验室的湿度,必要时应专门配备去湿机。对仪器内放置的干燥剂一定要定期检查,一旦失效要及时更换。
在使用数字电压表等含电子回路的仪表时,电、磁场及工频电源干扰影响比较显著。数字电压表、直流比较式电位差计、直流标准电压发生器,都使用工业电网供电,在独立工作时每个仪表都合格,但是它们在联成为一个测量线路时却发生较大的误差,表现为数字电压表和电位差计出现了零位示值。我们采用的措施是可以在每台仪器上采用双屏蔽,并利用隔离变压器隔离电源,就能将干扰限制在有限范围内。同时尽量不与大电机,大的通风机,空调机等大的用电设备共用一条供电线路,以免在这些用电设备起动时,供电线路的电压大幅度的波动,造成仪器工作不稳定。
仪器放置不水平,会使表计零点偏移;震动不仅会影响仪器的性能和测量结果,还会造成某些精密元件损坏,因此,要求将仪器安放在远离震源的水泥工作台或基座上;单方面的光照辐射及热源会造成热偏差,光照标准电池会引起变质及较大的滞后,必须将其放在不透光的容器内保存及使用。总之,要保证测量的准确度,我们需要认真对待环境的影响,在测量之前,必须仔细检查全部量具和仪器的调整状况、位置状况,例如仪表指针调零,防止仪器之间的干扰等,需要做好充分的准备和保持良好的环境条件,才能保证测量的准确。
3.人为因素引起的误差
人为因素引起的误差主要是方法不当引起的误差,如果方法使用不当,测量结果必然不对。
在连接测量仪表时,有时会发生连线错误、测试线脱开或接触不好、连线顺序不对等,这时机壳电位不但会引起误差,而且可能损坏电路中的器件。当接入被检设备时其端钮和接线应拧紧,以减少接触电阻的影响。插塞与插孔的配合要良好,保持清洁,插塞要插牢,每次松紧程度要一致。因此我们在开始检测前一定要确认连接正确,一定要先连线,再检查,之后开机。并且连接线一定要连接牢靠,不能出现松动现象。
量程选择不当会引起误差,用大量程挡位测量小示值的元件,会有误差;用级别不夠的设备去测量仪器,用未经检验的设备检定仪器都是不允许的。
综上所述,在测量时,需要我们理解测量原理,不断掌握各种测量仪器的结构,严格按照规程操作,减少误差的发生,就可以提高测量质量。 [科]
【参考文献】
[1]安刚,邵晶,刘辉.游标卡尺示值误差测量结果的不确定度分析[J].品牌与标准化,2010,(06).
【关键词】仪表;测量;误差
1.设备因素产生的误差
每一种测量设备都有最合适的测量范围,我们需要做的是正确选择测量设备,以及正确选择测量设备上的测量挡位。我们不要认为选用精确度越高的,其测量结果越准确。
例如:被测直流功率约为1050W,电路电流:I=4.8A。一只功率表量限为220V,15A,0.2级,表的最大可能误差:r=220×15×0.002=6.6W,测量误差r≈0.6%。另一只功率表量限为220V,5A,0.5级的,表的最大可能误差:r=220×5×0.005=5.5W,测量误差r≈0.5%所以,我们应选用精度较低的0.5级的功率表来进行测量,而不是选用精度较高的0.2级的功率表。
数字仪表的输入级离不开放大器,所以在数字电表的输入端接被测对象时会有零电流流过,这个电流具有恒流源的性质,即电流不随被测对象内阻变化而变化,输入信号越小这项影响就越突出,操作人员要尽量选择合适的输入信号,减少零电流的影响。
测量仪器电键按钮接触不良,将导致回路接触不良,热电势大,工作不稳定,而回路时断时通引起读数不稳定,主要原因就是银触点脏污造成的。转换开关的质量和磨损程度对测量的影响也很大,对测量盘、温度补偿盘、变换量限开关等,无论是定轴式、动轴式、油浸式,只要其性能变差,其接触电阻、接触热电势都会引起误差,这类故障引起的误差有其特点,在切换到某一档时,读数不成规律变化或出现突变,或示值不稳,一般在反复旋动接点后,读数会暂时恢复正常,要彻底解决问题就必须检修。电位器触点不良引起的误差与此类似。换向开关、按键开关大多是不便拆开的,当其接触电阻变差不稳定时,可以尝试从手柄处滴人工业酒精同时不断扳动手柄,有望恢复功能;转换开关绝缘电阻降低,应注意观察触点问是否有残余金属粉末,一般清除后即可恢复。
辅助设备的状况对测量误差也有影响,例如电桥供电不足会严重影响测量精度,其电源的选用必须按照说明书要求进行,如没有说明书时,可按不大于被测电阻或标准电阻额定电流的1/2作为电源的工作电流。对于电池的选取不当也会引起误差,一般工作电流1毫安以上的要用蓄电池,1毫安以下的用甲电池,标准电池原则上只能提供电势,不能提供电流,有的标准电池长期使用后虽有电势但内阻过大,也会使线路灵敏度降低;对新充电的蓄电池必须经过人工放电到稳定值后才能使用。正确使用专用导线。因为有些测量仪器配有专用导线,对导线电阻的大小有要求。使用时,必须满足。例如,低量限的电压表和与分流器组合使用的大量限电流表;使用双电桥时,跨线电阻必须很小。
2.环境因素产生的误差
有些测量仪器受环境的影响较大,一般包括:温度、湿度、电场、磁场、压力、光照、振动、微尘和供电质量等。
温度的变化对测量的结果影响十分明显。标准电阻由锰铜制成,阻值随温度的变化而变化,变化的情况以温度系数表示,一个标准电阻如果温度系数未知,当不在20℃下使用,标准电阻值就无法准确确定,从而失去检测的意义;对于内附稳压源的设备,例如一些内附稳压源电位差计,温度的变化对稳压值有影响,会影响到测量的结果。当然,上述设备发生温度偏差也可以通过各种公式和系数进行换算,但是换算得出的毕竟只是个近似值,如果偏差过大,算出的结果是不能保证准确度的。
防止温度变动对测量影响的首要条件就是按照规程要求,严格控制实验室环境温度在规定范围。当温度条件在20℃附近有少量偏差时,可以采用各种办法进行修正,标准电阻要通过温度系数进行换算;对于有温度补偿盘的电位差计要做好最小步值的检测及调节。同时,严格按照规程的要求,对检测设备及被检仪器进行恒温、预热,不同的仪器对于预热的要求是不同的,必须满足技术说明书的要求;不同的仪器对恒温的要求也是不同的,不能一概而论,例如,对于电阻的测量,由于其自身发热引起误差,通电后测量要快,尤其是测量0.1Ω以下的电阻,电流的正、反向开关应间歇使用,否则被测电阻因长时间通过大电流会引起很大的温升误差。
仪器对于环境湿度的要求也应给予足够的重视。特别是在梅雨季节,房间内湿度往往偏高,仪器中的电子元件等受潮后,易锈蚀、霉变,造成仪器接触不良、性能下降,甚至损坏。潮湿的环境还容易使仪器的绝缘性能变差,产生不安全的因素。湿度对静电感应也会有影响,湿度低时静电感应的影响会加大,这时操作者相当于一电容极板,仪器则是另一极板,简单有效的检查方法是,接好测量线后,用手靠近一下或轻碰一下仪器或引线,看看电流表有否不正常的偏转,有偏转则说明有静电感应。防止静电感应的办法是使人与仪器的外壳等电位。平时可以利用空调机的去湿功能来控制实验室的湿度,必要时应专门配备去湿机。对仪器内放置的干燥剂一定要定期检查,一旦失效要及时更换。
在使用数字电压表等含电子回路的仪表时,电、磁场及工频电源干扰影响比较显著。数字电压表、直流比较式电位差计、直流标准电压发生器,都使用工业电网供电,在独立工作时每个仪表都合格,但是它们在联成为一个测量线路时却发生较大的误差,表现为数字电压表和电位差计出现了零位示值。我们采用的措施是可以在每台仪器上采用双屏蔽,并利用隔离变压器隔离电源,就能将干扰限制在有限范围内。同时尽量不与大电机,大的通风机,空调机等大的用电设备共用一条供电线路,以免在这些用电设备起动时,供电线路的电压大幅度的波动,造成仪器工作不稳定。
仪器放置不水平,会使表计零点偏移;震动不仅会影响仪器的性能和测量结果,还会造成某些精密元件损坏,因此,要求将仪器安放在远离震源的水泥工作台或基座上;单方面的光照辐射及热源会造成热偏差,光照标准电池会引起变质及较大的滞后,必须将其放在不透光的容器内保存及使用。总之,要保证测量的准确度,我们需要认真对待环境的影响,在测量之前,必须仔细检查全部量具和仪器的调整状况、位置状况,例如仪表指针调零,防止仪器之间的干扰等,需要做好充分的准备和保持良好的环境条件,才能保证测量的准确。
3.人为因素引起的误差
人为因素引起的误差主要是方法不当引起的误差,如果方法使用不当,测量结果必然不对。
在连接测量仪表时,有时会发生连线错误、测试线脱开或接触不好、连线顺序不对等,这时机壳电位不但会引起误差,而且可能损坏电路中的器件。当接入被检设备时其端钮和接线应拧紧,以减少接触电阻的影响。插塞与插孔的配合要良好,保持清洁,插塞要插牢,每次松紧程度要一致。因此我们在开始检测前一定要确认连接正确,一定要先连线,再检查,之后开机。并且连接线一定要连接牢靠,不能出现松动现象。
量程选择不当会引起误差,用大量程挡位测量小示值的元件,会有误差;用级别不夠的设备去测量仪器,用未经检验的设备检定仪器都是不允许的。
综上所述,在测量时,需要我们理解测量原理,不断掌握各种测量仪器的结构,严格按照规程操作,减少误差的发生,就可以提高测量质量。 [科]
【参考文献】
[1]安刚,邵晶,刘辉.游标卡尺示值误差测量结果的不确定度分析[J].品牌与标准化,2010,(06).