電工儀表測量誤差的實驗研究
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【摘 要】伴隨我國社會經濟和科學技術水平的不斷提升，人們物質生活普及，提高了生活水平。在人們現代化的生活與工作中，不能脫離對電能的使用，因此提升了對電設備的測量要求及標準?；诙嗄旯ぷ鹘涷?，對產生測量誤差的原因進行了分析，為更加精確測量質量，對測量、及消除電工儀表設備誤差方法進行了簡要的探討。
【關鍵詞】電工儀表；對策；消除誤差；測量誤差
電在現代人們的生活與工作中占據了主要的位置，離開電、通信、交通、照明、取暖等一系列與電相關的應用，工作與生活都會癱瘓，給人們帶來了極大不便。對此，為了讓人們更有效掌控電能，電工儀表作為人的監控、了解的主要手段、防止產生故障，所以正確使用與維護電工儀表的方法極其重要。電工儀表的應用領域十分廣泛，如電器產品的檢測、用電設備的調試與安裝等等。但是，在實際測量的過程中，人們即使將電工儀表正確使用方法得以掌握，其結果也并非十分精確，測量結果誤差難免，這也是一些因素所致。
一、電工儀表的應用
熟悉運行過程電工儀表專業名詞是對電工儀表了解之前的工作之一，與一般摸得著、看得見的物質不同，在使用、傳輸、變配、產生的過程中，必須要測量電能負載情況與質量，并分析各種電工儀表的測量結果，才能夠確保線路、用電設備安全、經濟、可靠的運行。能夠實現電路參數、磁量、電量等測量的技術設備的總稱為電工儀表。電工在電工儀表運行的過程中可以獲得電路參數、磁量、電量等相關數據。比較測量法、間接測量法、直接測量法是電工測量的方法。比較測量法雖然操作繁瑣、且價格高、設備復雜，但是具有準確度高的有點，在測量過程中需要使用度量器，被測量數值需要通過對比數值來確定；間接測量法是先將被測量相關電量測出，之后被測量數值可通過計算求得，這種方法較適用于如對工作狀態下元器件的電阻值進行測量等對準確度要求不高的特殊情況，該方法最適合測量非線性元件電阻，通過一定的函數關系式獲得需要數值；直接測量法就是電壓表測量電壓的方法，帶有特定刻度的電工儀表則是直接測量的測量工具，在對比標準量值與被測量值后，獲得所需要的數據，該方法雖然準確度不高，但是讀數迅速且方法簡便。
二、儀表分類
1、按照用途、結構劃分
按照儀表用途、結構可將其分為：智能儀表、數字儀表、比較儀表、指示儀表四類。智能儀表可以實現分析運算、數據處理、自診斷故障、自動校正、記憶、程控等功能，其利用了微處理器的計算和控制功能。數字儀表以數碼的形式，采用數字測量技術，將被測量的大小直接顯示出來。比較儀表在測量過程中，對比某一特定標準量和被測量后，通過對結果的對比來對待測值大小進行確定。指示儀表從一定程度上降低了讀書所產生的誤差，可從儀表指示的讀數上直接確定被測值的大小。感應系儀表、電動系儀表、電磁系儀表、磁電系儀表等是按照指示儀表的工作原理劃分的。
2、儀表誤差類別
差值的存在不論電工儀表的質量，也不論電工儀表的種類，差值也稱之為誤差?；菊`差和附加誤差是儀表誤差的兩類。基本誤差就是在工作條件正常時，儀表因制造工藝、自身結構等方面缺乏完善所致。附加誤差屬于額外誤差，是與規定的工作條件發生偏離而產生的。
3、儀表測量誤差
引用誤差、相對誤差以及絕對誤差是電工儀表的測量誤差。待測量與儀表的指示值兩者的差值即為絕對誤差；真實值與絕對誤差之前的百分比則為相對誤差；而儀表量程，即最大讀書與絕對誤差比值的百分數就是引用誤差。
三、測量誤差以及消除對策
在使用電工儀表的過程中，誤差的產生有兩種情況，一種是由于系統設備、實驗等自身造成的誤差，要減小該誤差就需要通過優化方案；另一種是因讀數造成的誤差，這種誤差是可以避免的。下面對不同的誤差展開具體探討。
1、疏失誤差
疏失誤差會導致測量結果顯著與正常值偏離，其將測量結果嚴重歪曲。由于操作人員疏忽與粗心造成了疏失誤差的產生，通常情況下，測量的結果會受到測量人員的工作心態、工作習慣、專業素質、分辨能力、工作經驗等的影響，例如工作人員因情緒問題造成測量誤差、操作人員使用的方法不得當、測量總錯誤記錄數據導致計算錯誤等等。
消除疏失誤差的對策：先拋棄不用含有疏失誤差的測量結果，強化工作人員的專業培訓以及素質教育，通過長期的學習與積累，端正工作人員工作態度，提高其專業技能水平，才能確保測量方案更適合。為從根本杜絕疏失誤差，測試人員應養成耐心和細心良好習慣，將自身的技術水平努力提高，強化及鞏固理論知識的學習；及時消除疏失誤差，直至測量結果與要求完全符合為止，進行重新測量。
2、隨機誤差
在測量誤差中，還有一種隨機誤差，因其具有很強的不確定性，沒有一定規律可循，因此也稱作偶然誤差。產生隨機誤差主要源自于不確定的外界因素，例如：操作人員微小變化、頻率、電源電壓的驟變、磁場的干擾、溫度與環境的突變等等。在測量個別數據時，隨機誤差具有偶然性，這種誤差特點包括：多次測量過程中，絕對誤差相對比較大的數據出現的頻率相對較小，反之，出現的頻率較大；在增加測量次數后，隨機誤差出現對稱性；測量工作一定的環境下，某一個限定值會大于隨機誤差的絕對值。
消除隨機誤差的對策：雖然一次測量的結果沒有規律，但經過N次測量后，可以看出偶然誤差與統計學規律相符。采用重復測量法來減小出現隨機誤差的頻率?？蓪⒅貜蜏y量的次數增加，測量值可選用平均值，這樣則可從一定程度上對測量結果準確度進行確保，減少隨機誤差。測量次數越多測量的結果就越準確，誤差越小。
3、系統誤差
由系統設備、實驗測量不嚴密等原因產生的系統誤差，在相同條件下，所出現的系統誤差具有一定規律性，在對一個特定的待測值進行重復測量時，獲得的數據規律性很強。在測量之前，就存在著系統誤差，但是測量的結果在系統誤差的影響下，總是向特定方向偏離。產生系統誤差原因：第一，在測量的過程中，對實驗結果造成誤差的有適用的測量設備，不僅如此，測量時外界環境以及測量儀表自身缺乏完善性都會給測量結果帶來一定誤差和影響。第二，不夠完善的測量方法導致誤差的產生，將不完善的方案用于測量過程中，很大測量誤差會產生。從而對測量數據造成影響。第三，因改變了儀表工作條件導致的附加誤差，或者測量儀表自身不完善而導致的誤差等。作用不可避免的誤差，系統誤差具有自身特點，如測量數據規律性極強。無法通過試驗次數的增加來減小誤差，而必須采用低誤差測量設備、以及優化測量方案等。
消除系統誤差對策：為減小系統誤差，可先對系統誤差的影響因素進行了解，才能夠保障準確的測量結果。第一，注意高精度的、合適的工作儀表的選用，盡量為電工儀表提供所需的環境。第二，采用如替代法、正負誤差補償法等合適的測量方法。替代法是被測量由已知量數值代替，保持儀表工作狀態不變。正負誤差補償法即兩次測量同一量，使系統誤差一次為負，一次為正，在對平均值進行計算后，可將系統誤差消除。第三，將校正值法引入測量過程，測量數據與校正值的絕對誤差方向相反，但大小相等，主要就能夠將系統誤差減小或消除。修正值也是校正值，其為被測量的真實值，進行測量前，若儀表的校正值已知，根據校正值與儀表的指示值可將被測量的真實值求出。第四，在操作前，相關工作人員應將準備工作做好，防止測量儀器之間的干擾，檢查是否規范線路連接，是否正確檢查測量儀器的安裝等等。在測量的過程中，為盡可能將誤差減小，確保準確讀數，還需要對測量位置正確選定。
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