浅谈电工仪表的测量误差与消除方法

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　　【摘要】本论文从测量误差的分类出发，系统阐述了误差的产生的原因，接着研究了误差消除的方法。
　　【关键词】电工仪表，测量误差，消除方法
　　中图分类号：F764文献标识码： A
　　
　　一、前言
　　电工仪表的测量是保证工程质量优劣的首要前提，加强对电工仪表的测量误差与消除方法的分析.不仅关系到施工的顺利进行，而且关系到生产的持续发展。
　　二、测量误差的分类
　　1、数据错误
　　出现这种错误多数是人为原因造成的，基本会发生在仪器测量、记录数据或是计算数据上，可能由于用户的读法或是记录出数据的字符串从而导致数据出错。
　　2、系统误差
　　系统误差多数发生在测量设备没有校准的情况下，也可称为固有错误。
　　3、施工错误
　　在施工设计过程中，设计人员说可能的把施工中可能出现的错误都会显示出来，如要建设规模不统一或是模糊等情况，则会因测量误差导致施工错误，或是由于直线度和公平性指标上的因素，从而诱发阅读错误。
　　4、视差
　　如果在绩效指标镜*指针缺少那么它可以引起读数误差，以影响工作效率。观察员也可能影响测量误差。观察者可能因为为身体或精神疲惫，如果连续读数被长时间记录。这可能会造成心理疲劳的阅读错误。错误与方法：有不同的方法来测量采取读数。每个方法都是有可能的缺点，并诱导了测量误差。也为一些测量误差等因素，气温变化改变了温度变化对测量设备的安装的元件参数。每个组件的影响很小，导致明显的测量误差。老化的影响：由于磨损测量设备中，错误的诱导阅读。未校准设备也造成这样的错误。静电和电磁感应：弱屏蔽可能允许有诱导高压静电和电磁波或可能改变的二进制值，反之亦然。这会影响测量误差的结果。
　　5、机械错误
　　由于摩擦，磨损测量设备中的错误引起的。随机或偶然误差：调整后的所有参数以获得精确的结果，可能有一些可能会达到忽略的程度了。
　　6、随机误差（偶然误差）
　　在相同条件下对同一个参数重复地进行多次测量，所得到得到的测定值不完全相同，有一定的误差。测量误差具有各不相同的数值与符号。如，仪器内摩擦力的细微变化、环境温度的细微波动和观察者实现的细微变动等等。虽然系统误差、过失误差和随机误差具有完全不同的性质，但在具体工作中，有时却难于区分。其规律尚未掌握的系统误差，往往被混杂在随机误差之中。
　　三、系统误差的产生的原因
　　每一个测量实践，都要根据测量要求对测量仪器、仪表和测试条件进行全面研究分析。首要任务是发现系统误差，并进行分析，以将系统误差消除或减小到与测量误差要求相适应的程度，这样就可以认为消除了系统误差的影响。
　　1、仪器仪表的误差及影响量
　　设计标准量和仪器仪表的依据是它们的技术条件。仪器仪表制造过程中产生的误差是基本误差，属于系统误差。基本误差决定了仪器仪表的准确度等级。在测量实践中要根据测量准确度的要求选用不同准确度等级的仪表；同时，要充分考虑影响量的影响。如仪器仪表的使用条件偏离其出厂时规定的标准条件，则会产生新的误差，该误差称为影响量引起的误差改变量，也就是附加误差。这些误差与仪器仪表的安装调整和环境有关，在测量前要认真观察研究这些问题，针对具体问题予以解决或估量其影响的数值。另外，检查仪器仪表是否在检定周期之内也是重要一环，如超出检定周期则应进行检定。精密仪器仪表还可以使用校正公式、曲线、表格或修正值进行校正。
　　2、方法或理论误差
　　凡是在测量前没有充分考虑而在测量中参与作用的一些因素所引起的误差，主要是理论分析不全面或采用了近似公式引起的，如测量线路中的漏电、引线及接触电阻、理想运算放大器与实际之间的差异等，都是误差分析的内容。误差因素较多，一部分会得到消除或减少，另一部分不能消除与减少的只能计算其影响。
　　3、人员误差
　　人员误差是由实验者的反应速度和固有习惯等生理特点所引起的误差。这些由人员误差引起的系统误差将直接反映到测量结果中去。消除或减少人员误差的办法就是尽量使用数字化仪器进行测量。
　　四、误差消除的方法
　　在一次测量后，某些不断在影响另一个的测试时间相对恒定的状态第一次系统误差，取两个测量结果测量值的平均值。这奠定了相同概念的两个符号常在平均总和计算系统错误，然后相互抵消。例如，在测量水平角度，以消除拨号描绘不均匀造成的系统误差，可以用盘左盘右的测量，可以有效消除系统误差。
　　1、交换法
　　在测量中，将交换对某些测量条件，两次并再多次，确定平均的结果，以消除系统误差。如在测量水平的变化和测量仪器最高读数改变了，那么恢复到初始读数，这就是交换法的具体应用。
　　2、组合测量法
　　在复杂的系统错误出现了某些规律的变化时，他们不方便分析，或分析将需要大量的劳动力和大量时间的时候，往往采用组合测量方法来消除系统误差。测量组合是指之间的直接测量和间接测量不同的组合测量系列相互依存组得到的数字方程，求解方程来确定测量值，将给予尽可能多的组合系统错误出现在测量，使其成为一个满意的随机误差，系统误差的随机削弱对测量结果的影响，这种方法称为组合测量。如果拨号设置的测量和用于测试的内衬标定方法相结合的尺度测量测量角度的组合，组合测量的具体运用是消除测量误差。
　　3、正负误差补偿法
　　恒定系统误差对测量装置有影响时，如有可能，可在不同的试验条件下进行两次测量，使其在测量读数中一次为正、一次为负，则两次读数的平均值将与此项系统误差无关。例如，用某一仪表进行测量时，为了消除由恒定的直流外磁场的影响，可在一次读数后将仪表转过 180°再次读数，以两次读数的平均值作为测量结果。
　　4、精确逆转换法
　　如果逆转换器 （B →A ）的准确度比正向转换器（A →B）的准确度更高，就可以用精确逆转换的方法消除系统误差。例如，在测量装置的输入端加入信号x，其输出端输出信号 y，它们之间为线性关系 y ＝kx，则因系数 k 不稳定而产生一个乘数误差 μ；若系统里还有一个加数误差 ν，则输出、输入关系变为 y ＝ k0（1 ＋μ）x ＋ν。为降低转换过程中误差的影响，我们采用精确逆转换法。以 A D C （模数转换器）为例，一般 D A C （数模转换器）比 A D C 的准确度高，故可称 D A C 为精确逆转换器。
　　5、对称观测法
　　对称观测法是在测量时设法获得对称数据，并利用测量数据的对称关系进行适当处理，从而达到消除系统误差的目的。例如，用补偿法测量电阻是将被测电阻器 Rx与标准电阻器 Rn串联起来，通过同一电流构成测量回路，这时因电流下降会带来误差。
　　6、进入仪表测量流通池的水样温度不合格的解决办法
　　加强降温减压系统的维护，同时在水样温度不合格的时候投运水样自动恒温装置。我公司的水样降温减压系统包括降温减压架、闭式冷却系统、自动恒温装置、水样超温保护系统，在实际的生产运行中，由于闭式冷却系统的冷却水采用工业水冷却，长期运行以后在换热器内容易产生淤泥，导致冷却效果下降；自动恒温装置在长期运行后冷却效果下降；这两项是导致水样温度过高的主要因素，所以在生产中，定期对闭式冷却系统进行清理以及对自动恒温装置冷却效果的检查是保障水样温度合格的有效方法。
　　7、电极污染的解决办法
　　电极污染的问题，须靠定期清洗解决。在线电导率表计多采用合金电极，发现电极表面有污垢时，应及时清洗，可用50%的温热洗涤剂（或家用肥皂粉）清洗，用尼龙毛刷刷洗，随后用蒸馏水淋洗电极内部，确保内外电极表面无油脂沉积，切忌用手指触摸电导电极。对于粘着力强的污物沉积可用2%的盐酸溶液或5%的硝酸溶液浸泡清洗，然后再用蒸馏水反复清洗，该方法适用于在线电导率表计，不适用于实验室台式仪表。
　　
　　五、结束语
　　从实践出发对当前电工仪表的测量误差与消除方法中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，问题的解决的主要任务是运用科学的方法，促进工作的开展。
　　参考文献
　　[1]刘铭，电气测量中系统误差的产生及其消除，同煤科技，2005
　　[2]门赫，电气测量误差的分析与消除方法，镇江高专学报，2003
　　[3]黄丽贞，电测仪表的测量误差及其减小方法，科技信息，2010
　　[4]郑香生，电工基础与电气测量技术课程，改革与实践，2010

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