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1、常用电测仪表测量误差的分析电测量是指对电磁量(包括由其他形式的物理量通过转换而成的直流电量)的测量,它是当前检测领域中最主要的一种方式。完成电测量任务的是各种电测仪表,如电能表、电流表、电压表等。大量统计数据证明,在检测中产生误差有其普遍性和必然性。分析误差成因,有助于减小误差,提高测量精度。1电测仪表的误差分类1.1随机误差随机误差具有偶然性,其方向和大小不固定。其具体表现为:在完全相同的条件下,运用相同的测试方法进行多次测量,所观察到的测量结果不同。引起随机误差的根本原因是微观世界的不确定和剧烈起伏。随机误差不能消除,但可以处理。如采用增加重复性测试次数,然后
2、求取算术平均值。一般来说,重复测量的次数越多,其算术平均值越接近真值。1.2系统误差系统误差具有固定的方向(负或正)和大小,一般由确定的原因引起。系统误差可以校正,甚至完全消除。1.3疏失误差疏失误差是由于工作人员的疏忽,如错误接线、错误记录、错误读数等引起的,在实际测量过程中,应该坚决避免该类误差的产生。2电测仪表的误差表示2.1绝对误差即仪表示值与真值之间的差值。公式为:?驻绝对=A示-A真(1)绝对误差特点:①分正负;②其量纲与被测量相同。2.2相对误差即绝对误差与真值的比值,其没有量纲,常用百分比表示。?驻相对=■×100%≈■×100%(2)相对误差的优
3、势:能用于不同测量方法的比较。举例:在测50A电流时,?驻1绝对为“+0.2A”;在测20A电流时,?驻2绝对为“+0.1A”,从绝对误差角度讲,?驻1绝对大于?驻2绝对,但显然不能就此认为测50A的方法比测20A的方法的要落后(因为按误差百分比,前者为0.4%,后者为0.5%,说明后者的误差的相对影响更大)。工程上常常采用的也是相对误差的形式。2.3引用误差主要用来表征仪表自身的准确性能。?驻引用=■×100%(3)其中,A上限是指仪表测量上限。引用误差其实是测量上限所对应的相对误差。3电测仪表的误差起因分析3.1设备因素3.1.1量程选择不当选用仪表的时候,固
4、然要关注精度,但同时也要注重量程的考量。举例:被测直流功率大概为1760W左右,A功率表参数为220V/30A/0.2级,B功率表参数为220V/10A/0.5级。显然,A表比B表要精确,但用这两块表来测量目标功率时,A表的测量误差(相对误差形式)约为0.75%,B表的测量误差(相对误差形式)约为0.5%。因此,应选用精度低的B表,若错误选择了A表,则误差会增大。3.1.2零流影响数字式仪表由运算放大器等半导体元件[1][2][3]下一页ok3A的要配蓄电池(新充电蓄电池要人工放电至电势稳定),小于1mA用甲电池,标准电池只提供电势、不提供电流。这几项是仪表电池的
5、配选原则,违反了它们,将使误差增大。另外,标准电池长时间使用后内阻变大,也会影响仪表的精度。③一些电测仪表对连接导线的电阻有严格要求,不能使用专用导线外的导线代替。3.2环境因素部分电测仪表对周围环境因素比较敏感,环境指标不能超出其限定范围。3.2.1温度因素譬如,由锰铜制成的标准电阻,其阻值随温度升降而增减(变化规律由温度系数描述),但如果温度系数事先未知,当不在标准条件(20℃)下使用,电阻值就无法确知,从而使检测失去意义;又如,内置稳压源的电位差计,其稳压值受温度影响。虽然在物理上存在一些公式和系数可对温度引发的测量偏差进行换算,但这永远是近似的,当温度偏离
6、标准值过大时,这些公式和系数的有效性将大大降低。3.2.2湿度因素湿度偏高的时候(如梅雨季节),仪表中的电子器件容易受潮,从而产生两类不利的现象:①仪表内部锈蚀、霉变,表现在外部则是接触不良和性能下降,严重的还会使仪表绝缘等级降低,以致出现不安全因素。②因静电感应的作用,仪表上积累过量静电荷,导致在操作时发生“仪表-人体”之间的放电,并损坏内部电子器件。控制测量时的湿度相对简单,可在房间内配置除湿空调或干燥剂。3.2.3电磁干扰可归纳为两大类:测量链路各仪表之间的相互干扰或测量仪表内部器件之间的相互干扰,定义为“内部干扰”;测量系统以外的电磁源对测量链路或测量仪表
7、所造成的干扰,定义为“外部干扰”。其中,“内部干扰”具体分为四种:①工作电源在通过仪表的绝缘电阻或链路的分布电容时引发漏电而形成的干扰。②有用信号-传输导线-地线-电源这几者相互耦合产生的干扰。③仪表中高电压或大功率元件产生的交变电磁场对其他部件的影响。④仪表使用过程中,内部一些元件因发热而影响引发的不稳定因素。“外部干扰”具体也分为两种:①仪表所处环境有变压器、开关柜等高压设备,这些设备在运行中将产生极强的电磁场,由此给电测仪表的测量链路或内部电路带来耦合干扰。②空间普遍存在的电磁波对测量系统产生的干扰(这个只对如静电放电发生器之类的敏感设备起作用)。可见,影响
8、电测仪表误
