摘要:电被运用在各个方面,已经成为人们生活中不可或缺的一部分。现在无论是人们物质生活、科技活动都离不开电的存在,与此同时电学相关仪器也得到了相应的发展。随着电学计量检定及测量在生活中应用的增多,对这些测量过程产生误差的要求更加严格。为了减少电学计量检定及测量系统中误差的产生,需要从各个方面进行改善,让其更好地为我们服务。
关键词:电学;计量检定;测量;系统误差;
电学计量的检定与测量是一个复杂且繁琐的过程,同时也是各种计量技术和控制的关键环节,但是系统误差的存在,直接降低了其计量检定的测量结果。对此就电学计量检定及测量系统误差因素展开分析,望对于我国电学计量检定及测量进度以及水平的提升,起到积极促进的作用。
一、电学计量测量及检定的重要性
随着我国科学技术的不断发展,数字化的测量技术也被广泛的应用,逐渐的向着智能化等测量趋势发展,对此测量精度也成为了国内外研究的热点,其中最主要的工作为系统误差的发现、消除。系统误差也被称作是确定性误差,是指按一定规律变化的误差,其出现具备一定的规律性,可以在测量结果中被发现和消除。但是在实际的电学测定中,会存在一些不被轻易发现的误差,直接降低了检定结果的精度。测量不准确度一般会用系统误差表示,按照测量数据对其被测物进行质量评定。计量仪器的测量精度,关乎于产品的质量以及企业的经济利益,对此按加强测量精度的研究尤为关键。
二、电学计量检定及测量系统误差的相关因素
1.人为因素。人员是开展检定及测量工作的主体。操作人员的个人素质、知识水平、职业操守以及操作习惯,对系统误差具有直接影响。第一,人员误差。一个计量室水平的高低,计量标准能否正常运行,很大程度上取决于人员的素质与水平,一个技术好的操作人员在整个过程中起到很重要的作用。由于不同的操作人员对于专业知识的了解程度不一样,部分专业知识掌握不到位,缺乏经验,实际测量过程中对操作方法不熟练,没有严格执行检定操作规程,就必然导致误差的产生。第二,读数误差。由于每个操作人员的读数习惯不同,在读取指针指示仪的过程中,角度不同也会导致系统误差的产生。第三,情绪影响。一些鉴定人员受超负荷工作影响或自身身体不适,在不良情绪的作用下,检定人员常会出现疏忽大意,而出现检定误差及错误,严重影响了鉴定结果的真实性。
2.方法因素。具体操作过程中,由于方法因素而导致出现系统误差主要体现在以下两点。第一,操作人员在检定过程中没有按照检定要求和流程进行操作,进而导致出现系统误差。第二,检定过程中,检定所需的测量仪器不同、校准方法不同,也会对其测定结果带来一定影响。
3.量具因素。第一,标准量具。在电学计量检定过程中,标准量具具有相应的级别,如0.5级或者0.1级等,而不同标准量具的级别可能导致出现系统误差。在检定工作中,这是最常见的误差。级别是按照检定规程和设计性能进行规定的,需要体现在检定证书中,并且标有有效时间。如果超过有效时间,需要对其进行重新检定。但是,需要注意,量具可能会出现损坏或者失准的情况。在这一情况下,误差会超出证书中标明的误差,对检定结果带来更大影响,而这种情况是操作人员难以发现的。第二,仪器仪表特性误差。操作人员在读数过程中,由于仪器仪表特性而导致的误差,如仪器仪表有效位数不够、暗线不清晰及指针式刻度设置不合理或不均匀等,都可能导致出现误差。
4.装置因素。第一,辅助设备误差。标准器需要与辅助设备进行连接,才能组成标准装置用于测量和检定工作。如果辅助设备存在质量问题或者性能较差,操作人员很难发现,将导致检定出现系统误差。第二,元件误差。检定工作中,使用的元件对检定结果具有直接影响。因此,操作人员需要综合考虑辅助量具和元件的误差,明确和计算其对结果可能带来的影响,进而保证测量和检定的精确度。
第三,开关变差因素。转换开关是检定工作中配套仪器的常见部件,其电阻具有动态变化性。在转换过程中,电阻会产生些许变化,对检定结果带来不可忽视的影响,进而出现系统误差。第四,开关、导线和线路节点的交流感抗。操作人员在检定过程中如果存在交流场景,还需要综合考虑导线、节点以及接线柱的电容和电感影响。
5.元件因素。第一,元件稳定性。元件可能出现损坏或者老化情况,直接影响其稳定性。随着元件使用时间的延长,其数值也会发生一定的变化,影响检定结果。但是,这种影响很难察觉,没有任何外部特征。第二,非线性与线性。检定过程中,常见的元件分为线性与非线性,二者需要经过不同处理。例如,在不同电压和不同电流下,其测量结果存在较大差异。
6.环境因素。第一,磁场影响。检定过程中,如果空间具有较强的磁场,其对检定结果会带来较大影响。第二,电场影响。它具体显现在泄漏电流而导致元件出现数值变化,如电感线圈在受到漏电影响后,其数值出现较大的变化。第三,湿度影响。当绝缘体出现受潮情况时,会导致其电阻变小。尤其针对高阻元件,如果受潮将严重影响其测量结果。第三,静电影响。静电是检定中不可忽视的因素,其对仪表的动圈和指针都可能带来影响,导致指示出现误差。
7.电源因素。检定过程中,遇到电压不稳情况下会产生波动或是电源没有进行定期检测,会使测定结果产生较大的误差。
三、防控误差措施:
1.落实环境条件及设施管理制度,符合有关人身健康、操作安全和环境保护的要求,确保试验室的设施和环境条件适合计量标准的保存和使用。比如:环境温度:采用20℃为测量标准温度,偏差要求±5℃;相对湿度:相对湿度宜保持在55%以下。在有仪器玻璃、塑料罩、局部使用干燥剂、空调柜等条件下,计量室内的最大相对湿度不应超过75%。同时将不相容活动的相邻区域进行有效隔离,防止相互影响,满足开展计量检定或校准项目的计量检定规程或校准规范的要求。
2.定期对计量标准器或主要配套设备移送相关机构进行检定与维修,保证计量检定器具的有效性,对于检定不合格的计量器具,应坚决杜绝使用。对于标准器具老化、磨损的,应及时更换,更换计量标准器或主要配套设备后,要履行相关手续,如果改变了原计量标准的不确定度或准确度等级或最大允许误差,应按新建计量标准申请考核,确保量值传递的统一,确保计量检定数据的精度。
3.完善相关制度,提升计量检定的规范性。第一,完善的规章制度是计量检定得以有序进行的前提保障,计量管理部门应细化计量检定条件、检定环境、检定方法、计量器具使用性能等规定,以保证计量检定各项工作有法可依、有章可循,进而提升计量检定的法执行、强制性与规范性。第二,从事计量器具检定或校准的计量检定人员应进行岗位培训,资质评定合格并取得计量检定员证后,方能从事相应项目的计量检定或校准工作。根据计量技术法规变化和计量工作需要,需定期组织计量检定人员培训并进行考核,促使检定人员掌握计量检定知识,充分调动计量人员的积极性,从而提升计量检定水平。
总之,随着对电学计量检定和测量的要求的提升,对误差的控制也极为重要。在电学计量检定及测量工作中产生的有的误差是可以改变的,而且有的变化也有一定的规律,测量人员可以及时地对其进行总结,对于一些设备产生的误差,可以进行对现有装备进行完善,从而减少误差,保证电学计量检定及测量结果的精确度。
参考文献:
[1]王航.电学计量检定和测量的系统误差因素分析.2018.
[2]陈海鹏.电学计量检定及测量系统误差因素探析.2019.