电学计量检定和测量的系统误差因素分析

郑雷

摘要：由于受到各种复杂因素影响，进行电学计量检定和测量实验时会产生许多系统误差，导致实验可信度下降。因此，为了尽可能降低系統误差发生的概率以提高电学计量检定与测量实验结果的准确性与可信度，研究造成系统误差的因素并通过科学手段对实验设计进行优化是十分重要的工作。基于此，本文主要从七个方面分析了电学计量检定和测量的系统误差因素，以供相关人士交流与参考。

关键词：电学计量;检定;测量;系统误差

引言：

系统误差可以通过各种精密手段来减小但不能完全消除，并且大多情况下很难被实验者发现。在电学计量检定和测量实验中，能够造成系统误差的因素有很多，并且根据产生影响的因素不同，会有不同的数据误差产生，其中较为常见的误差原因有操作误差、方法误差、仪器误差、元件误差、电路误差、环境误差、电源问题造成的误差等。一些理论误差是难以认为进行控制的，因此，进行系统误差因素分析是很重要的。如果能够在误差分析之后采取相应的科学手段，就能够在一定程度上减小实验误差，提高实验数据的可信度，增强电学计量检定和测量实验的有效性。

一、电学计量检定和测量的系统误差因素分析

（一）操作误差

不同实验者之间在操作习惯方面可能有很大不同，对于电学知识的了解程度、对于实验流程的熟练程度存在一定差异，可能导致一些系统误差的出现;如果实验者在观察示数时没有让自己的视线与仪器上的刻度线垂直，就会造成或大或小的系统误差出现;实验者在进行设备调节时的一些操作细节如转换器械时所施加的力度不同，也可能造成一些误差[1]，操作过程中的热、力、温度、湿度、静电等因素也会对实验结果产生影响，造成一定的实验误差，这些都属于操作方面失误而导致的误差。

（二）方法误差

如果实验者在进行电学计量检定与测量时不按照正确流程来做，就可能造成误差的存在;如果实验者在操作时没有采用标准方法，而是用一些非常规方法进行实验，就可能得出不同的实验结果，造成误差的存在。

（三）仪器误差

即使是电学计量标准中的标准器也会存在一定的系统误差，值得关注的是，电学计量标准精确程度要求较高，电测标准量的误差很有可能受到一些外界条件的影响而超出检定标准允许的范围;如果实验者没有根据实验要求来按照所需精确度来选择实验仪器，也可能造成误差;很多标准器通常需要与其他仪器相匹配来使用，因此一旦这种与标准器相匹配的其他仪器的质量、性能、精密程度等不足，就可能导致出现系统误差[2]，这些都属于仪器方面产生的误差。

（四）元件误差

一些用于电学计量检定和测量实验的其他元件、辅助量具之类的仪器存在的误差也势必会对试验结果造成影响而引起误差;很多测量线路需要用导线及各种接点来连接，而这些导线及接点都会存在一定的电阻，这也属于系统误差。虽然通常情况下这样造成的误差很小，但对于一些精密程度很高的实验，也应当加入考虑范畴;对于实验中的开关元件，开关变差及开关的交流感抗现象都会对试验造成一定的影响，导致系统误差;导线、线路接点等等元件也会因产生交流感抗现象而造成误差;元件稳定性出问题会引起实验误差：随着电路元件的老化，其显示的数值会发生变化，在这种情况下造成的误差往往难以被察觉出来;

元件调节细度、灵敏度阈没有达到标准要求，也会引起误差的产生;误差产生还会与元件的线性与非线性有关：非线性元件常常会因为电流、电压的不同而产生电阻的变化，导致产生很大的误差[3]，这些都属于元件方面产生的误差。需要特别关注的是，在进行交流测量时也要将接线柱、导线、接点等的电感及电容影响考虑在内。

（五）电路误差

电路特性误差：如直角误差，这里不再对其进行赘述;电路状态误差包括电流热效应、电路状态稳定性、寄生热电势等引起的误差。电流热效应引起误差：在电学计量检定与测量实验进行的过程中，一些电路元件可能因为电流、电压等的变化影响而产生电流热效应，造成这些电路元件之间产生热影响以及热电势作用，导致一些误差的出现;电路状态稳定性问题引起误差：如果实验某个程序需要进行多项数据的测量，但没有足够的人员来进行这项操作，就只能在不同时间对这些数据进行分别测量。这种情况下必须保证电路状态稳定性足够强，以保证各项数据在相当的电路状态下进行测量，否则就很可能导致实验误差的产生[4]。

（六）环境误差

静电力、温度、湿度、压强、外界振动、磁场、电场等等环境因素都会对实验结果造成一定的影响。

如果实验仪器上的仪表指针受到静电力等外界因素的影响，有可能使实验者所读示数偏离准确值，造成实验误差的出现;外界环境条件偏离额定条件值：如果进行电学计量检定与测量实验的空间中环境条件不能达到检定规程的标准，那么就会产生较大的实验误差;如果实验所用电路中的绝缘体受潮，其绝缘电阻将会减小，从而造成一定的误差。由于空气介电常数会随着大气压强及空气湿度的变化而改变，从而会导致空气电容器的电容值随之改变，造成一定的实验误差;如果电路中某些元件因为振动现象而导致元件参数发生改变，也会造成实验误差的产生。

（七）电源问题造成的误差

电源问题造成误差的可能原因有很多，如频率波动过大：在电网频率波动过大时，由于对受频率影响较大的电路产生了影响，会对实验造成误差;电流电压稳定性不足：如果电流、电压的稳定性没有达到标准测量准确度，将会对实验造成一定的误差。除此之外还有电压波形的影响、在交流电路中电流电压相位差的影响等。

二、结语

综上所述，电学计量检定和测量实验中可能造成系统误差的因素是极其复杂的，很难完全将所有这些因素排除掉。因此，除了尽可能地对这些因素进行分析与排除的工作之外，在实验进行中，实验者也应特别注意要细致认真、全神贯注，不能因自己一时疏忽造成更大的实验漏洞。以上，是对于电学计量检定与测量的系统误差因素分析，希望帮助相关人士更加高效精确的完成实验。

参考文献：

[1]陈晓红.探讨电学计量检定及测量的误差原因[J].消费导刊，2019，000（032）：254.

[2]李韶梅.浅析电学计量检定及测量误差[J].中国高新区，2019，000（010）：115.

[3]王亚栋.电学计量检定及测量误差原因的探讨[J].仪器仪表标准化与计量，2019，000（006）：31-33.

[4]牛丽.探讨电学计量检定及测量的误差原因[J].信息记录材料，2019，020（004）：209-210.