常用电测仪表测量误差的分析论文

常用电测仪表测量误差的分析论文（通用3篇）

常用电测仪表测量误差的分析论文 篇1

常用电测仪表测量误差的分析论文

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构成，所以存在不可避免的零流现象，且该零流大小和输入信号大小成负相关关系。

3.1.3接触不良

某些电测仪表配换挡开关、电键按钮等部件，若这些部件磨损严重或与仪表主回路接触不良，将导致仪表工作不稳定、示值误差增大。可用工业酒精在相关地方擦拭来消除这种不稳定。

3.1.4辅助设备的问题

①电桥类测试仪器中，若电桥供电出现问题(如供电不足)，其测量精度将受到严重影响，因此电桥电源的配置须严格按说明书，若无说明书，电源的工作电流须限定在标准电阻额定电流的`1/2以下。

②工作电流大于1mA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，影响电测仪表误差的最复杂因素是各种电磁干扰。

3.2.4其他因素

①指针式仪表放置不规范(如要求水平而不水平)，则表计零点会偏移。

②若测量环境中存在震动，一方面会影响仪表性能，另一方面还可能损坏精密器件。

③仪表受单侧光照或单侧热源辐射，将会产生热偏差。

3.3人为因素

部分电测仪表在测量中需要专业人员的操作，因此人的因素也成为综合误差的可能来源之一。

①错误接线(如双臂电桥测量中四个端子接线容易搞错)、接线不规范(如插孔处接触不良)等，这时不但误差增大，而且可能会损坏电子元件。

②量程或级别选择错误，造成误差扩大化。

③使用检验不合格或者未经检验的仪表。

4改善电测仪表误差的措施

由上一节分析可知，电测仪表误差的可能来源是多种多样的。这些来源中有些是可以消除的，有些则只能尽量减弱。

4.1正确使用仪表

①合理选择仪表类型，如指针式和数字式都可用的情况下，优先选择数字式。②正确确定仪表量程、精度等参数，避免“大马拉小车”的情形。③参照标准进行正确和规范接线，如端钮处接线应确保拧紧、插孔处接线应确保插牢，且测试前做好检查。④避免仪表靠近震源、单方面的光源或热源等，必要时可选择用不透光容器覆盖。⑤严格按操作规程使用仪表，尤其要注意仪表指针的调零。

4.2尽量改善环境

①控制环境温度稳定在20℃，若有小幅偏差，必须按相关方法进行修正。②如有需要，可对测量系统(包括测量仪表和被测设备)进行(恒温)预热。③对信号线采用金属屏蔽，将某些测量机构(如电磁系仪表)置入导磁较好的屏蔽罩内或者采用双屏蔽。④工作电源与电测仪表之间配置隔离变，同时避免与电机类设备共用供电线路。

4.3注重细节

①对连接导线也进行有效固定，以防止使用中的突发振动。

②做好接地工作，如使仪表、信号源外壳等可靠接地，始终保持在零电位。

③低电平测量时，二次仪表应“浮地”，以彻底切断共模干扰电压的泄漏途径。

5结语

鉴于电测仪表误差的多样性和误差成因的复杂性，我们应该尽可能减小误差。对于可消除误差(如系统误差和疏失误差)，我们可通过合理选用仪表、合理选定精度等级和量程、规范使用方法、采用金属屏蔽等一系列有效措施来消除;对于不可消除误差(如随机误差)，我们应该采用先进的数学工具(如多次测试取平均值、对测试结果进行不确定度评价等)来降低误差绝对值。

常用电测仪表测量误差的分析论文 篇2

电测仪表测量现状简介

在电力供应管理中, 电力稳定性关乎国计民生, 必须要做好日常的检查维护工作。电测仪表是对日常电路系统进行检测, 发现设备和线路异常, 为故障提醒和排除提供保障性服务的简便实用工具。电测仪表在工作过程中, 通过将北侧参数转化成为微弱的电信号, 并通过传输线路输送到电测仪表, 从而为使用者进行故障处理提供便捷。但是, 受使用条件的复杂性因素影响, 电测仪表在进行实地测量时容易产生不稳定性, 可能导致对故障的发现存在一定影响, 更容易受到电测信号的干扰, 产生误判或是无法判断的情况。虽然如此, 电测仪表因其操作简单, 便于携带, 测量结果十分直观, 应用依然十分的广泛。在当前环境下, 对电测仪表测量不稳定原因进行分析, 从而提前做好预防, 制定处理方案, 是当前工作应该考虑的问题之一。

电测仪表测量不稳定性问题探讨的意义

实际应用中, 电测仪表作为一种数据测量的精密性仪器, 正随着当前电子技术的不断发展而日益改进。但是电测仪表在测量过程中容易受到外界因素影响, 造成测量不稳定的现象也日益明显, 并受到人们的关注。对电测仪表测量稳定性问题进行分析, 一方面是电力行业和电力市场飞速发展的客观要求;另一方面也是技术进步的必然结果。做好电测仪表测量不稳定问题的分析, 也能够给未来工作的改善打好基础。

电测仪表测量不稳定性原因分析

纵观电测仪表测量不稳定的各类现象, 干扰是最为关键的原因。干扰信号不仅造成了电测仪表性能不稳定, 也影响测量结果的准确性。为了细化分析干扰对于电测仪表测量的影响, 我们将对几类主要干扰信号进行详细介绍。

电磁感应造成的电测仪表测量不稳定性

所谓电磁感应, 就是指放在变化磁通量中的导体, 发挥作用, 产生了电动势, 只要通过闭合电路的磁通量发生变化, 闭合回路就会产生电流, 这种利用磁场产生电流的现象就是电磁感应。在电测仪表使用过程中, 电磁感应主要是指电磁的耦合, 电测仪表测量信号源与接收信号的仪表之间连接导线, 内部有一条配线, 会通过电路中电磁的耦合形成相互干扰。如果电测仪表周围有了对测量影响较大的设备, 或是所处条件较为复杂, 例如周围有大规律的变压器、交流电机等, 这些设备就可能会产生很强的交变磁场, 从而造成电测仪表和备件的相互感应, 影响电测仪表工作的稳定性。

静电感应造成的电测仪表测量不稳定性

静电感应指的是电的耦合, 在两个物体相对状态下, 如果其一发生了点位变化, 那么物体之间的电容作用会导致另一个物体点位也发生变化, 从而产生了电压形式的干扰。在电测仪表使用过程中, 干扰源与测量信号源之间存在容性耦合, 干扰的压线电容耦合到了信号电路, 相互之间产生了干扰信号, 如果不能及时排除干扰, 就会造成耦合的严重化, 电测仪表测量的稳定性也就无从谈起。

热电势和化学电势造成的电测仪表测量不稳定性

如果不同金属产生的热电势以及金属腐蚀等原因产生的化学电势, 当处于电回路时就会成为干扰因素, 这种干扰多数以直流形式出现, 会对电测仪表产生干扰, 无法确保测量的稳定性。

震动因素造成的电测仪表测量不稳定性

在某一磁场中, 如果说导线发生了震动, 导线内的磁通发生了变化, 就会产生感应电动势, 如果说磁场变化快, 就可能产生很高的电动势, 造成电磁干扰, 影响电测仪表测量的稳定性。

不同地电位引入造成的电测仪表测量不稳定性

在我们所处的周围环境中, 不同地点之间会存在着电位差, 特别是在大功率电器周围, 这种电位差会更大, 如果在其周围利用电测仪表进行测量, 较大的电位差会造成干扰因素, 影响电测仪表测量稳定性。

脉冲电压对于电测仪表测量不稳定性的影响

电测仪表不仅受到了外界各种因素的干扰, 而且在自身工作过程中, 进行开关机等操作过程中, 一些感性负载和产生放点的设备附近进行操作时, 就会受到脉冲电压的影响, 并最终造成电测仪表测量的误差。

其他因素造成的电测仪表不稳定性

除了干扰因素造成的影响外, 如果选择的电测仪表无法满足需求或是型号不匹配也可能造成测量的不稳定性。此外, 安装过程的不合理操作、人为因素等也可能会造成电测仪表的不稳定。

电测仪表测量不稳定性预防措施探讨

为了更好地使用电测仪表获取数据, 在未来工作中, 我们将从电表选用、安装环境控制、干扰控制等具体工作进行细化, 降低环境因素、人为因素和技术因素造成的电磁干扰。

电测仪表选用要科学合理

在电力系统中, 电测仪表的选择是否合适往往是影响测量稳定性的重要因素。根据测量环境和测量数值的大小, 对测量仪器的精确度进行预测, 从而选择适应需求的仪器, 是保障测量成果的基础。同时, 测量结果稳定性与测量绝对误差之间是有一定关系的, 因此在选择仪表时, 一定要选择专业厂家生产的技术达标的仪表, 才能将误差值降到最低, 如果误差过大, 测量结果必然无法实现稳定性。以上两个基本原则是进行电测仪表选择的额基本原则。此外还要根据技术条件和经济因素等, 对电测仪表的选择进行综合考虑, 尽量实现地区间的统一, 才更加方便电测仪表调配和资源共享。

严格控制安装环境, 降低干扰

外界干扰, 无论是何种形式的干扰都可能导致测量的不稳定性。为此在进行仪器安装和调试过程中, 要对环境进行控制。对于电测仪表安装现场的各种自然条件, 如温度、适度、干扰状况、振动因素等都要进行详细了解, 并且根据这些因素选择合适的电测仪表, 并考虑安装可能面临地不稳定情况, 进行具体安装方法的讨论, 这样通过控制, 安装环境对于电测仪表测量稳定性的影响就会降低, 测量的结果也就会更加准确。

对电测仪表进行防干扰保护性处理

为了减少干扰可能造成的测量不稳定, 必须要对仪器进行必要的保护。例如对信号导线采用金属屏蔽方法进行包裹, 防止在工作过程中可能对磁场产生的干扰, 将干扰因素进行排除, 减少电测仪表运行时的测量误差。此外, 在其他一些细节问题上, 例如在安装时, 可以通过信号源和仪表的外壳进行接地的方法, 保持零点为, 增加测量的准确性等。通过这些保护性举措地实施, 能够在一定程度上控制干扰因素的产生, 降低耦合形成, 破坏磁场干扰因素, 保障电测仪表测量稳定性。

选择专业人才进行专业应用

在很多时候, 电测仪表测量不稳定性不仅是因为干扰造成的, 也可能是人为因素。因此, 在工作过程中, 对操作人员进行从业培训, 帮助他们掌握专业的操作方法, 无论是电测仪表的安装过程还是在使用过程中, 都能够严格根据操作规范开展作业, 避免人员因素造成的误差增大。此外, 电测仪表应用根据所处条件、需求等因素而略有不同, 选择合适的电测仪表进行专业应用是基础, 要从专业角度考虑电测仪表的储备和应用问题。只有从整体上有了充分把握, 在根据各个环节的要求进行安装, 安装过程才会更顺畅, 人的可变影响才会降到最低。

结束语

随着社会经济的飞速发展, 电子技术应用必将更加普及, 电测仪表在电工及电子计算方面的优势, 使其成为日常电力检修工作必不可少的电子设备之一。但是, 因为使用过程中会涉及多个不同的环境, 必然会受到外界各种因素的干扰, 从而造成稳定性的缺失。在未来工作中, 我们要以预防为主, 努力降低不稳定性因素的影响, 确保测量结果的可靠性, 为电力供应服务。

电测仪表测量误差及对策分析 篇3

【关键词】仪表；测量；误差

1.设备因素产生的误差

每一种测量设备都有最合适的测量范围，我们需要做的是正确选择测量设备，以及正确选择测量设备上的测量挡位。我们不要认为选用精确度越高的，其测量结果越准确。

例如：被测直流功率约为1050W，电路电流：I=4.8A。一只功率表量限为220V，15A，0.2级，表的最大可能误差：r=220×15×0.002=6.6W，测量误差r≈0.6%。另一只功率表量限为220V，5A，0.5级的，表的最大可能误差：r=220×5×0.005=5.5W，测量误差r≈0.5%所以，我们应选用精度较低的0.5级的功率表来进行测量，而不是选用精度较高的0.2级的功率表。

数字仪表的输入级离不开放大器，所以在数字电表的输入端接被测对象时会有零电流流过，这个电流具有恒流源的性质，即电流不随被测对象内阻变化而变化，输入信号越小这项影响就越突出，操作人员要尽量选择合适的输入信号，减少零电流的影响。

测量仪器电键按钮接触不良，将导致回路接触不良，热电势大，工作不稳定，而回路时断时通引起读数不稳定，主要原因就是银触点脏污造成的。转换开关的质量和磨损程度对测量的影响也很大，对测量盘、温度补偿盘、变换量限开关等，无论是定轴式、动轴式、油浸式，只要其性能变差，其接触电阻、接触热电势都会引起误差，这类故障引起的误差有其特点，在切换到某一档时，读数不成规律变化或出现突变，或示值不稳，一般在反复旋动接点后，读数会暂时恢复正常，要彻底解决问题就必须检修。电位器触点不良引起的误差与此类似。换向开关、按键开关大多是不便拆开的，当其接触电阻变差不稳定时，可以尝试从手柄处滴人工业酒精同时不断扳动手柄，有望恢复功能；转换开关绝缘电阻降低，应注意观察触点问是否有残余金属粉末，一般清除后即可恢复。

辅助设备的状况对测量误差也有影响，例如电桥供电不足会严重影响测量精度，其电源的选用必须按照说明书要求进行，如没有说明书时，可按不大于被测电阻或标准电阻额定电流的1/2作为电源的工作电流。对于电池的选取不当也会引起误差，一般工作电流1毫安以上的要用蓄电池，1毫安以下的用甲电池，标准电池原则上只能提供电势，不能提供电流，有的标准电池长期使用后虽有电势但内阻过大，也会使线路灵敏度降低；对新充电的蓄电池必须经过人工放电到稳定值后才能使用。正确使用专用导线。因为有些测量仪器配有专用导线，对导线电阻的大小有要求。使用时，必须满足。例如，低量限的电压表和与分流器组合使用的大量限电流表；使用双电桥时，跨线电阻必须很小。

2.环境因素产生的误差

有些测量仪器受环境的影响较大，一般包括：温度、湿度、电场、磁场、压力、光照、振动、微尘和供电质量等。

温度的变化对测量的结果影响十分明显。标准电阻由锰铜制成，阻值随温度的变化而变化，变化的情况以温度系数表示，一个标准电阻如果温度系数未知，当不在20℃下使用，标准电阻值就无法准确确定，从而失去检测的意义；对于内附稳压源的设备，例如一些内附稳压源电位差计，温度的变化对稳压值有影响，会影响到测量的结果。当然，上述设备发生温度偏差也可以通过各种公式和系数进行换算，但是换算得出的毕竟只是个近似值，如果偏差过大，算出的结果是不能保证准确度的。

防止温度变动对测量影响的首要条件就是按照规程要求，严格控制实验室环境温度在规定范围。当温度条件在20℃附近有少量偏差时，可以采用各种办法进行修正，标准电阻要通过温度系数进行换算；对于有温度补偿盘的电位差计要做好最小步值的检测及调节。同时，严格按照规程的要求，对检测设备及被检仪器进行恒温、预热，不同的仪器对于预热的要求是不同的，必须满足技术说明书的要求；不同的仪器对恒温的要求也是不同的，不能一概而论，例如，对于电阻的测量，由于其自身发热引起误差，通电后测量要快，尤其是测量0.1Ω以下的电阻，电流的正、反向开关应间歇使用，否则被测电阻因长时间通过大电流会引起很大的温升误差。

仪器对于环境湿度的要求也应给予足够的重视。特别是在梅雨季节，房间内湿度往往偏高，仪器中的电子元件等受潮后，易锈蚀、霉变，造成仪器接触不良、性能下降，甚至损坏。潮湿的环境还容易使仪器的绝缘性能变差，产生不安全的因素。湿度对静电感应也会有影响，湿度低时静电感应的影响会加大，这时操作者相当于一电容极板，仪器则是另一极板，简单有效的检查方法是，接好测量线后，用手靠近一下或轻碰一下仪器或引线，看看电流表有否不正常的偏转，有偏转则说明有静电感应。防止静电感应的办法是使人与仪器的外壳等电位。平时可以利用空调机的去湿功能来控制实验室的湿度，必要时应专门配备去湿机。对仪器内放置的干燥剂一定要定期检查，一旦失效要及时更换。

在使用数字电压表等含电子回路的仪表时，电、磁场及工频电源干扰影响比较显著。数字电压表、直流比较式电位差计、直流标准电压发生器，都使用工业电网供电，在独立工作时每个仪表都合格，但是它们在联成为一个测量线路时却发生较大的误差，表现为数字电压表和电位差计出现了零位示值。我们采用的措施是可以在每台仪器上采用双屏蔽，并利用隔离变压器隔离电源，就能将干扰限制在有限范围内。同时尽量不与大电机，大的通风机，空调机等大的用电设备共用一条供电线路，以免在这些用电设备起动时，供电线路的电压大幅度的波动，造成仪器工作不稳定。

仪器放置不水平，会使表计零点偏移；震动不仅会影响仪器的性能和测量结果，还会造成某些精密元件损坏，因此，要求将仪器安放在远离震源的水泥工作台或基座上；单方面的光照辐射及热源会造成热偏差，光照标准电池会引起变质及较大的滞后，必须将其放在不透光的容器内保存及使用。总之，要保证测量的准确度，我们需要认真对待环境的影响，在测量之前，必须仔细检查全部量具和仪器的调整状况、位置状况，例如仪表指针调零，防止仪器之间的干扰等，需要做好充分的准备和保持良好的环境条件，才能保证测量的准确。

3.人为因素引起的误差

人为因素引起的误差主要是方法不当引起的误差，如果方法使用不当，测量结果必然不对。

在连接测量仪表时，有时会发生连线错误、测试线脱开或接触不好、连线顺序不对等，这时机壳电位不但会引起误差，而且可能损坏电路中的器件。当接入被检设备时其端钮和接线应拧紧，以减少接触电阻的影响。插塞与插孔的配合要良好，保持清洁，插塞要插牢，每次松紧程度要一致。因此我们在开始检测前一定要确认连接正确，一定要先连线，再检查，之后开机。并且连接线一定要连接牢靠，不能出现松动现象。

量程选择不当会引起误差，用大量程挡位测量小示值的元件，会有误差；用级别不够的设备去测量仪器，用未经检验的设备检定仪器都是不允许的。

综上所述，在测量时，需要我们理解测量原理，不断掌握各种测量仪器的结构，严格按照规程操作，减少误差的发生，就可以提高测量质量。 [科]

【参考文献】