关于电学计量检定和测量的系统误差因素探析

2020-12-12张晴

缔客世界 2020年1期

张晴

（邯郸市计量测试所河北邯郸 056107）

引言

众所周知，现代科技水平日新月异，有力推动着社会的发展与变革。为了满足日益复杂的计量需求，融合电学理论的计量方式应运而生，其应用领域涉及国家安全、农业生产、社会生活等，其时代性、创新性与实践性不言而喻。当然，面对日益提升的计量标准，必须要综合各类不利因素，提升电学计量检定与测量的精确性，从而为提升电学计量的保障能力提供支撑。

1 规避系统误差因素的必要性

进入新世纪以来，电力能源逐步成为社会的主要需求，其清洁能源的地位在短期内难以被撼动。基于电力供应保障的角度，电力计量与检定成为重中之重，属于电力保障的基础环节[1]。尤其是随着电力系统的自动化、数字化及智能化发展，对于电学计量的要求也在持续提升，必须要加强测量精度上开发，以尽量减少测量中出现的误差。从系统误差的本质分析，其属于一种必然的存在，但同时也会呈现出相应的规律和特点，通过对影响因素的深度分析，势必能够最大限度的弱化其影响，使电学计量的精度得以提升。因而，在实际的检定和测量过程中应当充分了解检定的测量的特点，对其实施全面的研究和评定，依托设备、操作及外部条件的完善，最终达到规避系统误差的目标。

2 电学计量系统误差因素分析

2.1 量具因素

量具是实施电学计量的关键，在检定过程中可划分为相应的级别，如0.5级或者0.1级等，其标准的差异也标志着误差的大小，这也是导致系统误差出现的关注因素。量具的级别由检定规程及设计性能所决定，并有一定的应用时效性，超过有效时间后将需要重新检定，以保证检定的有效性和准确性[2]。同时，受量具自身质量因素的影响，可能会出现失准或者损坏的现象，从而导致测量误差超过限定的阈值，给电学计量的检定带来较大影响，并且在测量过程中较为隐蔽，难以在第一时间被发现。另外，设备特性误差也是产生误差的重要因素，由于各种检定设备之间的细节性差异，或者所应用的设备有效位数不够、刻度不清晰等，都将造成系统误差[3]。

2.2 装置因素

电学计量检定和测量具有一定的复杂性，在实施检定和测量的过程中将涉及一定的辅助性设备，如电学计量的标准器需要依赖辅助设备，以适应具有差异性的测量对象。首先，辅助设备引发的误差。在与辅助设备协同使用的过程中，容易受到辅助设备质量和性能的影响，从而引发检定和测量的误差范围增大，影响检定和测量的准确性，如在可调电源设备的使用中，电压及电流值的变化会对辅助测量的性能将产生影响，导致标准器检定和测量结果误差变大，并且在设备的使用上一般更关注标准器的检验，而对辅助设备的送检率不高，使测量误差始终难以得到控制。其次，元器件引发的误差。元器件作为检定和测量中的重要组成，其自身的误差极易传递到标准器之中，使误差显著的增加。再次，导线电阻及线路接点引发的误差。电子设备虽然提升了测量的效率，但其自身也存在一定的局限性，如在设备实施测量时需要与接线柱、线路接点及导线连接，这一过程将容易受电阻因素影响，虽然其影响极其微弱，但对于高精度要求的检定和测量而言仍然不可小视[4]。

2.3 变差因素

首先，电学计量装置及其检定配套仪器，通常都需要配合转换开关使用，但根据转换开关的特性，在使用的过程中其电阻将产生动态变化，尤其是在转换时会受到电阻变化值的影响，从而对检定和测量的精度产生影响，导致误差的产生。其次，电学计量设备需要通过开关、导线及路线节点来完成检定和测量，而这些要素的交流感抗能力也至关重要，在使用中易受交流场景及电容、电感影响。最后，调节细度产生的误差同样不能忽视，在应用补偿法实施测量时如果不进行细度调节，将造成指示器偏转幅度增加，无法满足绝对平衡的要求，由此会造成数据获取误差的增加。

2.4 环境因素

电学计量系统误差的影响，除了自身的设备因素外，还容易受到检定和测量环境的干扰，从而增加检定的误差。主要包括以下四方面：一是外界交变磁场干扰；二是电子器件所产生的电位差、电容电流、电场及接地电场等，都会对测量设备产生干扰；三是电学计量时的周边静电，同样会使仪器指针产生波动，增加误差的机率；四是自然环境的制约，包括气压、温湿度、振动及空气电容等，均会对精度产生影响[5]。

2.5 人为因素

电学计量中应重视人员操作因素，避免因操作问题所引发的误差，而就误差产生的机理看，主要有三方面：一是操作人员专业素质问题，其操作的规范性、专业性及科学性，都会对检定和测量带来影响；二是实施人为数据的读取过程中，易受到角度、刻度等差异，使读数出现误差；三是操作设备的习惯或力度差异，都会影响系统测量精度的变化，从而引发更大误差。