电学计量检定及测量系统误差因素探析

2018-01-25杨双哲

通信电源技术 2018年4期

杨双哲

（湖南湘潭市计量测试检定所，湖南湘潭 411100）

0 引言

电学计量在日常生活和生产中具有关键作用。影响电学计量检定质量的因素较多，如量具因素、装置因素、仪器因素以及人员因素。系统误差是检定过程中不可避免也无法完全消除的，只有切实强化操作人员的操作能力，才能提升测量和检定的结果精确性。因此，对电学计量检定及测量系统误差因素进行分析和探讨，对促进相关工作的有序进行具有现实意义。

1 电学计量测量与检定的积极意义

新时期下，随着我国社会经济和科学技术的蓬勃发展，电能成为人们生活和企业生产的重要能源。电学计量工作对提升我国电力领域的科研水平具有直接影响，同时电学计量仪器的准确性和可靠性，也与企业效益、产品质量密切关系。因此，要研究和分析电学计量测量与检定，促进我国电力领域进一步发展。

2 电学计量检定及测量系统误差的相关因素

2.1 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[1]。第一，人员误差。该误差主要是由操作人员的行为习惯、测定规范性、基础知识以及职业能力导致.如果操作人员的操作行为不规范、工作态度不认真、基础知识不扎实，那么检定结果往往将缺乏真实性和可靠性。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，操作影响。操作人员在操作设备的过程中，习惯和力度不同，对检定结果也会带来一定影响。

2.2 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[2]。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。

2.3 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、光点不够亮以及刻线不清晰等，都可能导致出现误差[3-4]。对于刻度不均匀仪表，其指针如果指定在密度较大的刻度位置，会为操作人员带来读数困难。因此，操作人员要选择指针指在疏松刻度位置时进行读数，降低可能出现的误差。第三，数字仪表采样影响。使用数字仪表过程中，如果操作人员以间隔采样的方式进行检定，可能会致使波动信息被遗漏，进而出现系统误差。

2.4 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。例如，可调电源属于检定工作重要的辅助设备，其输出电压和电流较小，如果不能对其输出值进行有效控制，势必导致测量误差的出现[5]。同时，这种设备很少送检，即使出现些许问题也不宜察觉。

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，导线电阻和线路接点的影响。在测量和检定过程中，测量线路要通过开光、接线柱、各个接点以及导线等。他们本身具备电阻，虽然在检定过程中这些电阻因为很小而被忽视，但是在准确性具有较高要求的情况下，依然会对检定带来一定影响。

第四，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。

第五，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。

第六，调节细度产生的误差，如操作人员选择补偿法开展测量，如果没有进行细度调节，当线路最终平衡时，会导致指示器偏转较大而不能达到绝对平衡。这种估算得出的结果也存在较大误差。

2.5 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]。

2.6 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，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。第四，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。同时，湿度还会对空气介电指数和电容器容量带来影响。因此，操作人员在检定中要注重空气湿度，在精度要求较高的检定工作中，一杯热水都可能导致湿度增加。第五，压强影响。大气压与介带常数具有直接影响，如绝缘油，其受到大气压的影响较大，其侵入深度会对检定结果带来一定影响。第六，振动影响。例如，电容板之间的间隙会导致容量出现变化，进而影响结果，而振动是导致电容板出现间隙的主要原因，因此振动也是导致系统误差出现的重要因素[7]。